Ein-Elektron-System

Das Ein-Elektron-System ist in der Regel ein Atom, das soweit ionisiert ist, dass es nur noch ein einzelnes Elektron besitzt. Allgemein bezeichnet der Begriff ein stabiles System aus einem beliebigen positiv geladenen Elementarteilchen und einem Elektron.

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Das klassische Ein-Elektron-System ist der Wasserstoff. Hierbei ist über die Coulomb-Wechselwirkung ein einzelnes Elektron an ein Proton gebunden. Die beiden Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium stellen zusammen mit ihrem Elektron ebenfalls ein solches System dar. Eine ungewöhnlichere Variante ist zum Beispiel das Positronium, ein an sein Antiteilchen gebundenes Elektron. Im Prinzip lassen sich alle Atome durch Ionisation in ein solches System überführen. Das ist natürlich um so leichter möglich, je weniger Elektronen das Atom von vornherein besitzt. Helium muss man dazu nur einfach ionisieren, Lithium zweimal, und so fort. Die benötigte Energie steigt mit der Zahl der Elektronen, als auch mit der Kernladungszahl des Elements an, so dass man in der Praxis nur aus den leichteren Elementen tatsächlich Ein-Elektron-Systeme zu erzeugen.

Die Bedeutung solcher Systeme ist eher theoretischer als praktischer Natur. Bohrs Atomhypothese konnte zuerst am Spektrum des Wasserstoffs, dann an anderen Ein-Elektron-Systemen überprüft werden. Dort fehlen die zusätzlichen Elektronen, die die Energien der Spektrallinien beeinflusst hätten, was von Bohrs Modell nicht abgedeckt war. Auch die experimentelle Bestimmung der Rydbergkonstante und deren Änderung in Abhängigkeit vom Massenverhältnis wurde an diesen Systemen durchgeführt.

Siehe auch: Bohrsches Atommodell, Rydbergkonstante, Wasserstoff-Atom