각 에너지 수준에서 궤도 수를 찾는 방법

에너지 수준과 궤도는 원자의 전자 구조를 설명하는 데 도움이됩니다. 그들은 전자가 원자 내에서 배열되는 방식을 지정하고 이러한 에너지에 대한 설명은 양자 이론에서 파생됩니다.

양자 이론은 원자가 특정 에너지 상태에서만 존재할 수 있다고 가정합니다. 원자 또는 상관 관계에 의해 전자가 상태를 변경하면 상태 간의 에너지 차이와 동일한 양의 에너지를 흡수하거나 방출합니다.

방출되거나 흡수 된 에너지는 양자화됩니다. 그것은 특징의 에너지입니다 한정된 금액. 이러한 허용 에너지 상태는 양자 수라고하는 숫자 집합으로 설명 할 수 있습니다.

원자에서 전자의 배열은 다음과 같이 설명 할 수 있습니다. 네 개의 양자 수: n, 엘, 미디엄__엘_ 및 m_에스. 이들은 각각 에너지 레벨, 전자 서브 쉘, 궤도 방향 및 스핀과 관련됩니다.

첫 번째 양자 번호는 다음과 같이 지정됩니다. 엔 주요 에너지 수준입니다.

주요 에너지 수준 정의는 관찰자에게 궤도의 크기를 알려주고 에너지를 결정합니다. 증가 엔 이것은 에너지의 증가이며 이것은 또한 전자가 핵에서 더 멀리 떨어져 있음을 의미합니다.

첫 번째 양자 수는 1로 시작하는 정수 값만 가질 수 있습니다. 엔 = 1, 2, 3, 4... 각 에너지 수준은 문자에도 해당합니다. 엔 = 1 (K), 2 (L), 3 (M), 4 (N) ...

주요 양자 수에서 궤도의 양을 계산하려면 다음을 사용하십시오. 엔². n이 있습니다² 각 에너지 수준에 대한 궤도. n의 경우 = 1, 1이 있습니다² 또는 하나의 궤도. n = 2의 경우 2가 있습니다.² 또는 4 개의 궤도. 에 대한 엔 = 3 9 개의 궤도가 있습니다. 엔 = 4 16 개의 궤도가 있습니다. 엔 = 5 5 개² = 25 개의 궤도 등.

각 에너지 수준에서 최대 전자 수를 계산하려면 공식 2엔² 사용할 수 있습니다. 엔 주 에너지 레벨 (첫 번째 양자 수)입니다. 예: 에너지 레벨 1, 2 (1)² 첫 번째 에너지 수준에 맞는 두 개의 가능한 전자를 계산합니다.

두 번째 양자 번호는 하위 수준을 나타내며 문자로 지정됩니다. 엘. 이 양자 수는 전자 서브 쉘과 전자 구름의 일반적인 모양을 나타냅니다.

처음 두 개의 양자 수는 관련이 있습니다. 주어진 엔, 엘 0부터 최대 (엔 – 1); 엘 = 0, 1, 2, 3 ...

양자 수준, 엘 = 0, 1, 2, 3은 각각 전자 서브 쉘 s, p, d, f에 해당합니다. s의 모양은 구형이고 p는 8 자 모양이며 d 및 f 궤도는 대부분 클로버 모양의 궤도를 포함하는 더 복잡한 디자인을 가지고 있습니다.

각 전자 서브 쉘은 일정량의 전자를 포함 할 수 있습니다 (s = 2, p = 6, d = 10 및 f = 14).

세 번째 양자 수 m__엘_는 전자 구름이 우주에서 어떻게 향하는지를 나타냅니다.

이 양자 수는 0을 포함한 모든 정수 값을 가질 수 있습니다. 엘 그리고 –엘 (두 번째 양자 수) 또는 m__엘 = _l... 2, 1, 0, -1, -2... -엘

에 대한 엘 = 0, 단 1 m__엘 값도 0입니다. 여기에는 하나의 궤도 만 포함됩니다. p 궤도의 경우 m_엘_ = 1, 0, -1. 이것은 세 가지 다른 방향의 세 p 궤도에 해당합니다._엑스, p_와이, p_지, 3 차원 x, y 및 z 축에 해당합니다.

네 번째 퀀텀 번호는 시계 방향 또는 시계 반대 방향 스핀을 나타냅니다.

전자는 축을 중심으로 회전하는 하전 입자이므로 자기 특성을 갖습니다. 이 양자 수는 n과 관련이 없습니다. 엘, 미디엄_엘이며 가능한 값은 +1/2 또는 -1/2입니다.

네 번째 양자 수를 추가하면 전자가 Pauli 배제 원리를 위반하지 않고 궤도를 채울 수 있습니다. 이것은 두 개의 전자가 동일한 4 개의 양자 수 집합을 가질 수 없음을 나타냅니다.

에너지 수준에서 궤도의 양을 찾는 것은 공식에 의해 도출 될 수 있음을 상기하십시오. 엔². 에너지 수준 3의 경우 n = (3)² 또는 9 개의 궤도.

위의 양자 수의 정보를 사용하여 더 완전한 계산을 할 수 있습니다. 에 대한 엔 = 3, 값 엘 추가 할 수 있습니다. 에 대한 엘 = 0, 오비탈은 하나뿐입니다. 미디엄_엘 = 0. 에 대한 엘 = 1, 세 개의 값이 있습니다 (미디엄_엘 = −1, 0 또는 +1). 에 대한 엘 = 2, 5 개의 가능한 값이 있습니다 (미디엄_엘 = −2, −1, 0, +1 또는 +2). 따라서 가능성을 추가하면 총 1 + 3 + 5 = 9 궤도가 제공됩니다.