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A Anhang
A.1 MULTIELEKTRONEN SYSTEME UND SPEKTROSKOPISCHE NO-
TATION
Die Konfiguration der Elektronen in Atomen mit mehreren Elektronen schreibt man üblicherweise
in der Notation Hauptquantenzahl ’n’ , Drehimpulsquantenzahl ’l’, klein hochgestellt die
Anzahl der Elektronen im jeweiligen Orbital. Der Drehimpuls wird nicht als Ziffer geschrieben
sondern gemäß der Nomenklatur
Dies sieht dann erstmal kompliziert aus:
l 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Symbol s p d f g h i j k l m
n1l N(1)
1
1
l N(2)
1
2
...n2l N(1)
2
1
235
l N(2)
2
2 ... (A.1)
ist aber anhand von Beispielen sofort klar: He hat im Grundzustand beide Elektronen in einem
s-Orbital der Quantenzahl n=1, besitzt also die Konfiguration 1s 2 . Regt man eines der
Elektronen in die p Schale des n=2 Niveaus an, ändert sich die Konfiguration zu 1s 1 2p 1 . Voll
besetzte Schalen (Edelgas Konfigurationen) werden meist gar nicht erwähnt oder durch die
Abkürzung des jeweiligen Edelgases angedeutet. Das neutrale Actinium Atom (Ac(0), Ac (0)
oder spektroskopisch Ac(I) ) besitzt eine abgeschlossene Radon Schale und ein Elektron im
n=6 d-Orbital (l=2) und zwei Elektronen im n=7 s-Orbital: Rn 6d7s 2 .
Zwischen den Elektronen kommt es zu einer abstoßenden Wirkung aufgrund der gleichen
Ladung. Ferner wechselwirken in der Spin-Bahnwechselwirkung die magnetischen Momente
der Elektronenspins mit den magnetischen Momenten der Bahndrehimpulse. Dies führt dazu,
daß die Energieniveaus auch von den Einstellungen der Spins bzw. Bahndrehimpulse relativ
zu einer ausgewählten Raumachse (’z-Achse’) abhängen. Die Projektion des Spins auf diese
Achse heißt Magnetquantenzahl und darf nur ganz- und halbzahlige Werte annehmen. Zwi-
schen zwei Einstellungen muß eine Einheit liegen. Erlaubt sind also z.B. mz = + 1 1 ; − 2 2 oder
mz = +1; 0; 1.
Quantenmechanische Drehimpulse können nach bestimmten Regeln kombiniert oder gekop-
’
pelt‘ werden (Clebsch Gordon Koeffizienten), was hier nicht im Detail erläutert werden kann,
aber z.B. in [Bran90, Eich02] ausführlich dargestellt ist. Vereinfacht kann man sich die Kopplung
als vektorielle Addition vorstellen, die analog der Magnetquantenzahl für ein Elektron