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원자의 에너지 레벨이 어떻게 채워지는지 결정하는 것은 무엇입니까?

원자에서 에너지 레벨의 충전은 주로 일련의 규칙과 원칙에 의해 관리됩니다.

1. Aufbau 원칙 : 이 원칙은 전자가 가장 낮은 에너지 수준을 먼저 채 웁니다. 그것은 궤도가 채워지는 순서를 지시합니다.

* 하위 에너지 궤도는 먼저 채워집니다. 예를 들어, 1s 궤도는 2S 궤도보다 에너지가 낮으므로 먼저 채워집니다.

* 껍질 내의 SUBLEVELS는 에너지 증가 순서대로 채워집니다. 예를 들어, 두 번째 쉘 (n =2) 내에서 2s Sublevel은 2p sublevel 이전에 채워집니다.

2. 헌드의 규칙 : 이 규칙은 전자가 하나의 궤도에서 두 배가되기 전에 서브 쉘 내에서 각 궤도를 개별적으로 차지할 것이라고 명시하고 있습니다.

* 스핀 다중성 최대화 : 전자는 평행 한 스핀을 선호하는데, 이는 동일한 스핀으로 서브 쉘 내에서 다른 궤도를 차지한다는 것을 의미합니다.

* 전자-전자 반발 : 다른 궤도를 점유함으로써 전자는 더 멀리 떨어져있어 반발이 줄어 듭니다.

3. Pauli 배제 원칙 : 이 원리는 원자의 두 전자가 동일한 4 개의 양자 수 세트를 가질 수 없다고 명시하고 있습니다. 이것은 다음을 의미합니다.

* 각 궤도는 최대 2 개의 전자를 담을 수 있습니다. 이 두 전자에는 반대편 스핀이 있어야합니다.

4. 양자 수 : 원자의 각 전자는 4 개의 양자 번호 세트로 설명됩니다.

* 원칙 양자 번호 (n) : 이것은 전자의 에너지 수준과 핵으로부터의 거리를 설명합니다. (n =1, 2, 3 등)

* 각 운동량 또는 방위각 양자 수 (L) : 이것은 전자의 궤도의 모양과 각 운동량을 설명합니다. (L =0, 1, 2, ... N-1)

* 자기 양자 수 (ml) : 이것은 우주에서 전자의 궤도의 방향을 설명합니다. (ml =-l, -l+1, ..., 0, ..., l -1, l)

* 스핀 양자 번호 (MS) : 이것은 전자의 고유 각 운동량을 설명하며, 이는 또한 양자화되고 스핀이라고합니다. 스핀 업 (+1/2) 또는 스핀 다운 (-1/2) 일 수 있습니다.

함께, 이러한 원리와 양자 수는 전자 궤도를 충전하는 순서를 결정하고 궁극적으로 원자의 전자 구성을 정의합니다. .

예 :

질소 요소 (N)를 고려해 봅시다. 질소에는 7 개의 전자가 있습니다. 위 규칙을 적용하면 다음 전자 구성을 얻습니다.

* 1S² 2S² 2P³

이것은 다음을 의미합니다.

* 처음 두 전자는 1s 궤도를 차지합니다.

* 다음 두 전자는 2S 궤도를 차지합니다.

* 마지막 3 개의 전자는 Hund의 규칙에 따라 각각 평행 한 스핀으로 3 개의 2p 궤도를 개별적으로 차지합니다.

참고 : 이 규칙에는 특히 부분적으로 채워진 D 및 F 궤도가있는 요소에 대해서는 몇 가지 예외가 있습니다. 그러나 위에서 설명한 기본 원리는 대부분의 원자에서 에너지 수준이 어떻게 채워 지는지에 대한 잘 이해합니다.

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