에너지 수준과 궤도는 원자의 전자 구조를 설명하는 데 도움이됩니다. 그들은 전자가 원자 내에 어떻게 배열되는지 지정하고, 그러한 에너지에 대한 설명은 양자 이론에서 파생된다.
Quantum 이론
양자 이론은 원자가 특정 에너지 상태에만 존재할 수 있다고 가정합니다. 상관 관계에 의한 원자 또는 전자가 상태를 변경하면 상태가 변경되거나 상태 간의 에너지 차이와 동일한 에너지의 양을 흡수하거나 방출합니다.
.방출 또는 흡수 된 에너지는 양자화된다; 그것은 명확한 양 을 특징으로하는 에너지입니다 . 이 허용되는 에너지 상태는 양자 번호라고하는 숫자 세트로 설명 할 수 있습니다.
Quantum 번호
원자에서의 전자 배열은 4 개의 양자 수 로 설명 할 수 있습니다. :n, l , m_
첫 번째 양자 번호 :에너지 수준
첫 번째 양자 수는 n 로 지정됩니다 그리고 주요 에너지 수준입니다.
주요 에너지 수준의 정의는 관찰자에게 궤도의 크기를 알려주고 에너지를 결정합니다. n 의 증가 에너지의 증가이며, 이것은 또한 전자가 핵에서 멀리 떨어져 있음을 의미합니다.
첫 번째 양자 수는 1부터 시작하여 적분 값 만 취할 수 있습니다. n =1, 2, 3, 4 ... 각 에너지 수준은 문자에도 해당합니다. n =1 (k), 2 (l), 3 (m), 4 (n) ...
첫 번째 양자 번호 :궤도 및 전자 계산
주요 양자 수의 궤도 양을 계산하려면 n 를 사용하십시오. . 각 에너지 수준마다 n 궤도가 있습니다. n =의 경우 1, 1 또는 하나의 궤도가 있습니다. n =2의 경우 2 ~ 4 개의 궤도가 있습니다. n =3 n 에 대한 9 개의 궤도가 있습니다 =4 n 에 대해 16 개의 궤도가 있습니다 =5 5 =25 궤도가 있습니다.
각 에너지 수준에서 최대 전자 수를 계산하려면 포뮬러 2 n n 에서 사용할 수 있습니다 주요 에너지 수준 (첫 번째 양자 수)입니다. 예를 들어, 에너지 레벨 1, 2 (1)는 첫 번째 에너지 수준에 맞는 두 개의 가능한 전자로 계산합니다.
두 번째 양자 번호 :전자 서브 쉘
두 번째 Quantum 번호는 Sublevels를 나타내며 Letter l 에 의해 지정됩니다. . 이 양자 수는 전자 서브 쉘과 전자 구름의 일반적인 모양을 나타냅니다.
처음 두 양자 수는 관련이 있습니다. 주어진 n 의 경우 , l 0에서 최대 ( n 로 시작하는 모든 적분을 취할 수 있습니다. - 1); l =0, 1, 2, 3 ...
양자 수준, l =0, 1, 2, 3은 각각 전자 서브 쉘 S, P, D, F에 해당합니다. S의 모양은 구형이며, p는 그림 8 개 모양이며, d와 f 궤도는 더 복잡한 디자인을 가지고 있으며, 대부분 클로버 모양의 궤도와 관련이 있습니다.
각 전자 서브 쉘은 일정량의 전자, s =2, p =6, d =10 및 f =14를 포함 할 수 있습니다.
세 번째 양자 번호 :궤도 방향
세 번째 양자 번호 m_
이 양자 수는 0을 포함하여 l 사이에 필수 값을 가질 수 있습니다. 그리고 - l (두 번째 양자 번호), 또는 m_
l =0, 단지 1 m_ l 만 있습니다 값, 또한 0. 여기에는 하나의 궤도 만 포함됩니다. p 궤도의 경우, m l _ =1, 0, -1. 이것은 3 개의 다른 방향으로 3 개의 p 궤도에 해당합니다, p x . , p y , p z , 3 차원 x, y 및 z 축에 해당합니다.
네 번째 양자 번호 :전자 스핀
네 번째 양자 수는 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 지정됩니다.
전자는 축에서 회전하는 하전 입자이므로 자기 특성이 있습니다. 이 양자 수는 n, l 과 관련이 없습니다 , m l , 그리고 두 가지 가능한 값 만 가질 수 있습니다 :+1/2 또는 -1/2.
네 번째 양자 수의 첨가는 전자가 Pauli 배제 원리를 깨지 않고 궤도로 채울 수 있도록합니다. 이것은 두 개의 전자가 동일한 4 개의 양자 번호 세트를 가질 수 없음을 나타냅니다.
양자 번호를 사용하여 궤도를 계산합니다
에너지 수준에서 궤도의 양을 찾는 것은 공식 n 에 의해 도출 될 수 있음을 상기하십시오. . 에너지 레벨 3의 경우 n =(3) 또는 9 개의 궤도.
위의 양자 수의 정보를 사용하여보다 완료된 계산을 수행 할 수 있습니다. n =3, l 의 값 추가 할 수 있습니다. l =0, 하나의 궤도, m l 만 있습니다 =0. l 의 경우 =1, 세 가지 값이 있습니다 ( m l =-1, 0 또는 +1). l =2, 5 가지 가능한 값이 있습니다 ( m l =-2, -1, 0, +1 또는 +2). 따라서 가능성을 추가하면 총 1 + 3 + 5 =9 궤도가됩니다.
