WH54 Fachwortlexikon
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Bildbeschreibung und Urheberrecht

Rydberg-Atom


Sehr groß


Basiswissen


Als Rydberg-Atom wird ein Atom bezeichnet, in dem ein Elektron in einem so hohen Energiezustand angeregt ist, dass es den Atomkern, teilweise auch den gesamten Atomrumpf, bestehend aus dem Atomkern und den restlichen Elektronen, in weitem Abstand umkreist und sein Verhalten damit dem eines klassischen Teilchens ähnelt. Rydberg-Atome können über 100.000-mal größer sein als nicht angeregte Atome.

Was meint die Hauptquantenzahl n?


In Atomen füllen die Elektronen verschiedene Energieniveaus in der Atomhülle aus. Die Energieniveaus sind mit hochlaufenden natürlichen wie 1, 2, 3, 4 und so weiter nummeriert. Diese Nummer heißt Hauptquantenzahl und wird abgekürzt mit einem kleinen n. Bei üblichen Atom werden die Energieniveaus von kleinen n-Werten hin zu großen n-Werten (maximal 7) aufgefüllt. Dabei werden keine n-Werte übersprungen. Aber genau das ist bei einem Rydberg-Atom möglich. Beim Wasserstoff gibt es zum Beispiel nur ein Elektron in der Hülle. Es befindet sich üblicherweise im Grundzustand n=1 in der Hülle. Es ist aber möglich, dieses Elektron in Zustände bis hin zu n=500 zu bringen. Die darunterliegenden Energieniveaus sind dann sozusagen übersprungen.

Wie groß kann ein Rydberg-Atom werden?


Ein extremes Wasserstoff-Rydberg-Atom mit n=500 hat eine Durchmesser von 25 Mikrometer (µm). Das ist in der Größenordnung 100 Tausend mal so groß wie ein Wasserstoffatom im Grundzustand.

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