전자 궤도 다이어그램과 서면 구성은 어떤 궤도가 채워지고 어떤 원자에 대해 부분적으로 채워져 있는지 알려줍니다. 원자가 전자의 수는 화학적 특성, 특정 순서 및 궤도의 특성은 물리학에서 중요하므로 많은 학생들이 기초. 좋은 소식은 궤도 다이어그램, 전자 구성 (축약 형 및 전체 형식 모두) 및 전자에 대한 점 다이어그램은 몇 가지 기본 사항을 이해하면 이해하기가 정말 쉽다는 것입니다.
TL; DR (너무 깁니다. 읽지 않음)
전자 구성의 형식은 1 초입니다.2 2 초2 2p6. 첫 번째 숫자는 주 양자 수 (n)이고 문자는 l (각운동량 양자 수; 1 = s, 2 = p, 3 = d 및 4 = f)는 궤도에 대한 것이며 위첨자 번호는 해당 궤도에 얼마나 많은 전자가 있는지 알려줍니다. 궤도 다이어그램은 동일한 기본 형식을 사용하지만 전자에 대한 숫자 대신 ↑ 및 ↓ 화살표를 사용하고 각 궤도에 자체 선을 지정하여 전자의 스핀도 나타냅니다.
전자 구성
전자 구성은 다음과 같은 표기법으로 표현됩니다. 1s2 2 초2 2p1. 작동 방식을 이해하려면이 표기법의 세 가지 주요 부분을 배우십시오. 첫 번째 숫자는 "에너지 수준"또는 주요 양자 수 (n)를 나타냅니다. 두 번째 문자는 각운동량 양자 수 인 (l)의 값을 알려줍니다. l = 1의 경우 문자는 s, l = 2의 경우 p, l = 3의 경우 d, l = 4의 경우 f, 높은 숫자의 경우이 지점에서 알파벳순으로 증가합니다. s 궤도는 최대 2 개의 전자, p 궤도는 최대 6 개, d는 최대 10 개, f는 최대 14 개를 포함합니다.
Aufbau 원리는 가장 낮은 에너지의 궤도가 먼저 채워지지만 특정 순서는 기억하기 쉬운 방식으로 순차적이지 않다고 말합니다. 채우기 순서를 보여주는 다이어그램은 리소스를 참조하십시오. n = 1 수준에는 s 궤도 만 있고, n = 2 수준에는 s 및 p 궤도 만 있으며, n = 3 수준에는 s, p 및 d 궤도 만 있습니다.
이 규칙은 작업하기 쉬우므로 scandium 구성에 대한 표기법은 다음과 같습니다.
1 초2 2 초2 2p6 3 초2 3p6 4 초2 3d1
이는 전체 n = 1 및 n = 2 레벨이 가득 차고 n = 4 레벨이 시작되었음을 보여줍니다. 그러나 3d 쉘에는 전자가 하나만 포함되어 있지만 최대 점유율은 10입니다. 이 전자는 원자가 전자입니다.
단순히 전자를 세고 일치하는 원자 번호를 가진 요소를 찾아 표기법에서 요소를 식별합니다.
구성에 대한 약식 표기법
무거운 요소에 대해 모든 단일 궤도를 작성하는 것은 지루하므로 물리학 자들은 종종 축약 표기법을 사용합니다. 이것은 희가스 (주기율표의 맨 오른쪽 열에 있음)를 시작점으로 사용하고 최종 궤도를 추가하는 방식으로 작동합니다. 그래서 스칸듐은 두 개의 추가 궤도에있는 전자를 제외하고는 아르곤과 동일한 구성을 가지고 있습니다. 따라서 속기 형식은 다음과 같습니다.
[Ar] 4 초2 3d1
아르곤의 구성은 다음과 같기 때문입니다.
[Ar] = 1 초2 2 초2 2p6 3 초2 3p6
수소와 헬륨을 제외한 모든 원소와 함께 사용할 수 있습니다.
궤도 다이어그램
궤도 다이어그램은 표시된 전자의 스핀을 제외하고는 방금 소개 한 구성 표기법과 같습니다. Pauli 제외 원칙과 Hund의 규칙을 사용하여 쉘을 채우는 방법을 알아 봅니다. 배제 원리는 두 개의 전자가 동일한 4 개의 양자 수를 공유 할 수 없으며 기본적으로 반대 스핀을 가진 전자를 포함하는 상태 쌍을 생성합니다. Hund의 규칙에 따르면 가장 안정적인 구성은 가능한 병렬 스핀 수가 가장 많은 구성입니다. 이것은 부분적으로 가득 찬 쉘에 대한 궤도 다이어그램을 작성할 때 다운 스핀 전자를 추가하기 전에 모든 업 스핀 전자를 채우는 것을 의미합니다.
이 예는 아르곤을 예로 사용하여 궤도 다이어그램의 작동 방식을 보여줍니다.
3p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
3 초 ↑ ↓
2p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
2 초 ↑ ↓
1 초 ↑ ↓
전자는 회전을 나타내는 화살표로 표시되며 왼쪽의 표기법은 표준 전자 구성 표기법입니다. 더 높은 에너지의 궤도는 다이어그램의 맨 위에 있습니다. 부분적으로 가득 찬 껍질의 경우 Hund의 규칙에 따라 이러한 방식으로 채워 져야합니다 (예: 질소 사용).
2p ↑ ↑ ↑
2 초 ↑ ↓
1 초 ↑ ↓
도트 다이어그램
점 다이어그램은 궤도 다이어그램과 매우 다르지만 여전히 이해하기 쉽습니다. 그들은 원자가 전자의 수를 나타내는 점으로 둘러싸인 중앙의 요소에 대한 기호로 구성됩니다. 예를 들어 탄소에는 4 개의 원자가 전자와 기호 C가 있으므로 다음과 같이 표시됩니다.
∙
∙ C ∙
∙
산소 (O)에는 6 개가 있으므로 다음과 같이 표시됩니다.
∙
∙∙ O ∙
∙∙
전자가 두 원자간에 공유 될 때 (공유 결합에서) 원자는 동일한 방식으로 다이어그램에서 점을 공유합니다. 이것은 화학적 결합을 이해하는 데 매우 유용합니다.