2011271003 문찬식 현대적 원자모형
목차 Orbital – 오비탈의 정의, 표기법, 모양 전자배치 – 전자배치의 3가지 규칙
Orbital이란? Orbital 정의 Orbital은 일정한 공간에서 전자가 원자핵 주위에서 발견 될 확률 밀도를 나타내는 것으로서 궤도 함수라고도 함
Orbital 표기법 전자가 발견될 확률 밀도가 높은 공간의 모양에 따라 구분하고 s, p, d, f, … 등의 기호를 사용하여 나타냄
Orbital 표기법 주양자수 (Principle quantum number) = n 전자가 채워지는 주 에너지 준위 또는 껍질을 지정하는 것이며 양의 정수로 나타냄 n = 1,2,3,4,........ 각 운동량 양자수(angular momentum quantum number) = ℓ 전자가 채워지는 공간 영역의 모양과 크기를 지정. 각 운동량 양자수는 부 준위 또는 전자가 차지할 수 있는 원자궤도 함수의 독특한 모양을 지정하며 서로 다른 모양을 동시에 가질 수 있음 각 운동량 양자수 ℓ은 0에서 n-1까지의 정수 값으로 나타냄 ℓ= 0, 1, 2, 3, 4, ..... (n-1) s, p, d, f, g, ....
Orbital 표기법 자기 양자수 (magnetic quantum number) = mℓ 스핀 양자수 (Spin quantum number) = ms 전자의 스핀을 일컫으며 이 스핀에 의해 생성되는 자기장의 배향을 나타냄. 이 값은 +1/2 , -1/2 두 가지로 분류된다
Orbital 표기법 오비탈은 주 양자수 n과 오비탈의 종류를 함께 사용하여 1s, 2s, 2p, …로 나타내는데 각 전자껍질에는 주 양자수가 같은 오비탈이 존재함
Orbital 1s Orbital 1s orbital은 n=1, 즉 첫번째 전자 껍질에 해당하는 에너지 준위에 있는 s orbital을 나타냄 원자핵에 가장 가까이 존재하는 궤도 함수이기 때문에 원자핵으로부터의 거리에만 영향 받음 방향성이 없음
Orbital 2s,2p Orbital n=2, 즉 두번째 전자 껍질에 해당하는 에너지 준위에 있는 오비탈은 2S 와 2p 오비탈 두 종류 2s 오비탈은 1s 오비탈과 같이 방향성이 없는 구형이지만 주 양자수가 커져서 1s 오비탈 보다 크기가 커짐 2p 오비탈은 s 오비탈과는 다르게 방향성을 가지게 때문에 방향성을 기준으로 2px, 2py, 2pz의 3가지로 나누어 짐 [-1, 0, 1]
Orbital 2s,2p Orbital
Orbital 3s,3p,3d Orbital n=3, 즉 세번째 전자 껍질에 해당하는 에너지 준위에 있는 오비탈은 3s 와 3p, 그리고 3d 세 종류임 새롭게 추가된 d 오비탈 또한 방향성을 가지게 되면 양자 수 규칙에 따라서 5가지 형태를 가지게 됨 [-2, -1, 0, 1, 2]
Orbital 3s,3p,3d Orbital
Orbital 다양한 오비탈 모양
Orbital 문제풀이
전자배치 파울리의 베타 원리 훈트 규칙 쌓음 원리
전자배치 베타 원리 - 하나의 오비탈에는 최대 2개의 전자가 채워질 수 있으며 두 전자의 스핀 방향은 서로 달라야 함
전자배치 훈트 규칙 - 에너지 준위가 같은 오비탈에 전자가 채워질 때 가능한 한 전자는 쌍을 이루지 않게 배치될 때 가장 안정함
전자배치 쌓음 원리 - 바닥 상태인 원자의 전자 배치는 에너지가 낮은 오비탈부터 순서대로 전자를 채워 나감
전자배치 문제풀이