hovedkvantetallet

Hovedkvantetallet, omtalt som n, er et primært kvantetall i kvantemekanikken som brukes til å beskrive energinivåer eller skall til elektroner i atomer. Det er et positivt heltall (n ≥ 1) og oppstår som løsning av Schrödinger-ligningen for et elektron som beveger seg i et sentralt Coulomb-potensial plassert rundt kjernen. Verdien av n påvirker omfanget og energien til elektronets bane, og hver verdi representerer en distinkt energinivå eller skall i atomstrukturen.

For hydrogenlignende systemer (ett elektron) avhenger energien av n alene. Energien blir mer positiv (mer bundet) for lavere n og går mot 0 fra neden når n øker. I de enkleste formene er energien proporsjonal med 1/n^2, noe som gir større energiforskjeller mellom lavere nivåer enn mellom høyere nivåer. Hovedkvantetallet bestemmer også antallet radielle noder i elektronets bølgefunksjon og gir en grov pekepinn på hvor elektronet befinner seg i forhold til kjernen.

I multielektron-atomer blir energien i større grad styrt av både n og det azimuthale kvantetallet l, fordi elektron-skjerming og relativistiske effekter spiller inn. Likevel brukes n ofte som en viktig referanse for skall- og sokuplering (for eksempel 1s, 2s/2p, 3s/3p/3d). Endringer i n mellom nivåer gir spektrallinjer som observeres i atomers emisjon og absorpsjon, og ligger til grunn for spektroskopi og det periodiske systemets struktur.