양자 역학 및 화학에서, 궤도는 전자 쌍, 전자 또는 핵의 파와 같은 거동을 나타내는 수학적 함수이다. 궤도는 전자 궤도 또는 원자 궤도로도 알려져 있습니다.
원자 궤도는 원자의 핵을 둘러싼 공간의 3 차원 영역입니다. 원자는 원자 궤도 덕분에 공유 결합을 형성 할 수 있습니다. 가장 자주 채워진 궤도는 s, p, d 및 f 궤도입니다. Pauli 배제 원리에 따라 모든 궤도 공간에서 두 개의 전자 만 발견 할 수 있습니다.
동일한 쉘의 모든 전자는 N에 대해 동일한 값, 즉 1 차 양자 수를 갖는다. 전자가 동일한 n, l 및 m을 가질 때, 그들은 같은 궤도에 있다고 말하면, 이는 동일한 에너지 수준을 가지며 스핀 양자 수에서만 다르다는 것을 의미합니다.
노드 :
노드는 전자를 찾을 가능성이없는 위치입니다. 노드 평면은 핵을 통과하는 평면이며 전자를 찾을 가능성이 없습니다. 방위각 양자 수는 궤도에서 결절 평면의 수와 같습니다.
각도 및 방사형 노드의 두 가지 노드가 있습니다. 각진 노드는 종종 고정 각도에서 평평합니다. 주요 양자 수가 상승함에 따라 방사형 노드는 고정-라디우스 구체로 나타납니다.
궤도의 총 노드 수는 각도 및 방사형 노드의 합과 같으며 다음과 같이 N 및 L Quantum 번호로 표현됩니다.
n =n - l - 1
궤도 유형과 그 모양
s, p, d, f, g 및 h와 같은 여러 가지 유형의 원자 궤도가 있습니다. 그러나 원자의 접지 상태에서는 지정된 궤도의 처음 4 개만 점유됩니다. 궤도와 그 형태는 다음과 같이 설명됩니다.
서브 쉘 내에서 유형의 궤도의 수는 주어진 값 I의 총 값이 허용 된 양식에 의해 결정됩니다. 4 가지 유형의 원자 궤도는 l =0, 1, 2 및 3 값에 해당합니다. s orbitals는 구형 대칭이며 값이 l =0 인 형태를 가지고 있습니다. 핵에서 전자를 찾을 가능성이 가장 높습니다.
.값 L =1을 갖는 P 궤도는 핵을 포함하는 노드 평면을 포함하여 아령 모양을 초래한다.
적어도 2 개의 노드 표면을 가진 복잡한 형상을 갖는 d 궤도는 l =2 궤도를 갖는다. l =3 인 궤도는 더 복잡한 f 궤도로 알려져 있습니다.
전자의 에너지는 핵으로부터의 평균 거리에 의해 결정되기 때문에, 주어진 양자 수 세트를 갖는 원자 궤도는 궤도 에너지로 알려진 특정 에너지를 갖습니다.
e =z2/ n2 rhc
궤도의 침투는 내부 전자 코어로의 궤도의 분포입니다. 2S 궤도의 방사형 밀도는 1s 궤도의 곡선을 가로 질러 분산된다. 같은 방식으로, 3S 궤도는 1s 및 2s 궤도로 나뉩니다. 2S 또는 3S 궤도에서 전자가 퍼지기 때문에 핵으로부터의 내부 1 초 전자에 의해 완전히 스크리닝되지 않을 것이다. S에서 F 궤도로 가면 침투 수준이 줄어 듭니다.
s> p> d> f
S 궤도에 대한 핵에 가까운 방사형 분포가 P 궤도보다 크기 때문에, 침투는 S에서 P 궤도로 감소한다.
.하나 이상의 전자가 더 높은 에너지 궤도를 차지할 때, 이온 또는 원자는 여기 상태에 있다고 말하는 반면, 하나 이상의 전자가 낮은 에너지 궤도를 차지할 때, 이온 또는 원자는지면 상태에 있다고합니다.
s orbital
원자 핵 주위에, s 궤도는 구형으로 대칭이다. 우리가 핵에서 벗어나면서 에너지 수준이 상승하고 궤도가 더 커집니다. 크기는이 순서입니다 :1s 2s 3s.
전자를 감지 할 가능성은 1 초에서 가장 높으며 우리가 여행 할 때 빠르게 감소합니다. 2S 궤도의 경우, 확률 밀도가 다시 상승하기 전에 확률 밀도가 0으로 떨어집니다. 작은 최대 값에 도달 한 후 하락하고 R의 값이 더 높아지면 결국 0이됩니다.
p Orbital
P 궤도는 아령처럼 형성됩니다. 핵의 p 궤도 노드는 핵의 중심에 있습니다. P 궤도는 3 개의 궤도가 존재하기 때문에 최대 6 개의 전자를 수용 할 수 있습니다. 3 개의 p 궤도는 서로 직교합니다. p 궤도의 크기는 1 차 양자 수 n에 의해 결정되며, 4p> 3p> 2p는 가장 일반적입니다.
D orbital
평면의 클로버 잎 또는 두 개의 아령은 d 궤도입니다. d 궤도에서 l =2의 값이 있기 때문에, 1 차 양자 수 n의 최소값은 3입니다. l은 값의 N-1보다 작거나 같아야합니다. l =2의 경우, d 궤도에 해당하는 ml의 값은 (–2, –1, 0, +1 및 +2), 5 개의 d 궤도를 초래합니다.
f 궤도
f 궤도의 형태는 분산됩니다. f 궤도에서 l =3의 값이기 때문에, 1 차 양자 수 n의 최소값은 4입니다. 결과적으로 L =3에 대한 7 개의 f 궤도가 있습니다.
퇴화 궤도
퇴화 궤도의 에너지는 동일합니다. 이 궤도는 뚜렷하지만 (원자 핵 주위의 공간에서 다르게 방향을 가질 수 있음) 모두 같은 에너지를 가지고 있습니다. 외부 필드가있을 때, p 궤도의 퇴행성은 영향을받지 않지만, F 및 D 궤도의 퇴행성은 시스템에 외부 필드를 제공함으로써 파손될 수있다.
.결론
S, P, D 및 F는 4 가지 기본 유형의 궤도입니다. 구형 궤도는 두 개의 전자를 수용 할 수 있으며 구형 형태를 가질 수 있습니다. 3 개의 p 궤도 각각은 동일한 기본 덤벨 구조를 가지지 만 공간 방향은 다릅니다. 전자의 에너지에 기초하여 각 궤도 유형은 뚜렷한 모양을 갖습니다. s 궤도의 형태는 구형입니다. p 궤도는 아령 모양입니다. 3 차원 축을 따라 다른 방향을 갖는 3 개의 p 궤도가 존재합니다.
