화학 원소 의 원자 번호 는 해당 원소의 원자핵에 포함 된 양성자의 수를 나타냅니다. 중성 원자 인 경우 원자 번호는 해당 원소의 전자 수와 일치합니다.
알려진 바와 같이 원자핵은 양성자와 중성자로 구성됩니다. 양성자는 양전하를 띠며 그 값은 전자 음전하의 절대 값과 일치합니다. 이는 국제 시스템 단위로 1.6 x 10 -19 쿨롱입니다.
그림 1. 헬륨 (He) 원자의 개략도. 양성자의 수는 원자 번호입니다. 중성자의 수에 양성자의 수를 더한 것이 질량 수입니다. 출처 : Wikimedia Commons.
그들은 원자핵의 입자이기 때문에 양성자와 중성자는 핵자로 알려져 있습니다. 원자핵이 원자의 전자보다 약 2 천 배 더 무겁기 때문에 원자의 질량을 실제로 결정하는 것은 이러한 입자입니다. 이런 이유로 원자의 핵수를 질량수라고합니다.
그러나 원자 번호는 원자 원소의 화학적 친화력을 결정하는 하나입니다. 왜냐하면 중성 원자에서이 숫자는 전자의 수와 일치하기 때문입니다.
원자 번호 표현
주기율표에서 화학 원소의 기호 X는 왼쪽 아래에 해당 원소의 원자 번호를 나타내는 숫자 Z와 함께 표시되고 원소의 화학 기호의 왼쪽 상단에는 질량 번호가 표시됩니다 에.
다음 그림은이 표기법을 보여줍니다.
그림 2. 주기율표에 사용 된 규칙에 따라 화학 원소 X의 원자 번호 Z와 화학 원소 X의 질량 번호 A. 출처 : Wikimedia Commons.
그리고 표 1은 각각의 표기법과 원자 및 질량 번호와 함께 화학 원소의 몇 가지 예를 보여줍니다.
1 번 테이블
| 요소 | 표기법 | 원자 번호 Z | 질량 번호 A |
|---|---|---|---|
| 수소 | 1 1 H | 하나 | 하나 |
| 탄소 | 12 6 C | 6 | 12 |
| 산소 | 16 8 O | 8 | 16 |
| 우라늄 | 238 92 U | 92 | 238 |
주기율표의 원자 번호와 원소 순서
화학 원소의 주기율표는 원자 번호의 값에 따라 원소의 순차적 배열과 증가 순서를 허용합니다.
이들 중 적어도 118 개가 알려져 있으며, 수소부터 시작하여 oganeson (이전에는 ununoctium이라고 함)에 도달 할 때까지 화학 기호가 Og이고 질량 수는 294입니다.
원자 번호 순서가 증가하는 처음 10 개의 화학 원소는 훨씬 더 친숙합니다. 예를 들어 우리는 가장 잘 알려진 것이 있습니다.
- 수소, H
- 헬륨, 그는
- 리튬, Li
- 베릴륨, Be
- 붕소, B
- 탄소, C
- 질소, N
- 산소, O
- 불소, F
- Neon, Ne
그림 3. 화학 원소의 기호와 원자 번호를 보여주는 단순화 된 주기율표. 출처 : Pixabay.
전자 구성
원자 번호는 화학 원소의 원자핵에있는 양성자의 수를 나타내며 우리가 말했듯이 각 양성자는 1,602 x 10 -19 C 의 원소 양전하를 가지고 있습니다 .
원자가 중성이면 -1.602 x10 -19 C 의 음으로 하전 된 원소 전자의 수는 원자 번호와 같아야합니다. 따라서 주기율표에서 화학 원소의 숫자 위치를 알면 전자 수도 알려져 있습니다.
원자에서 이러한 전자는 전자의 에너지와 각운동량에 따라 달라지는 궤도라는 영역을 차지합니다. 차례로, 원자에있는 전자의 에너지와 각운동량이 양자화됩니다. 즉, 일부 개별 값만 사용할 수 있습니다.
이제 궤도는 전자 구성을 결정하는 특정 규칙에 따라 낮은 에너지에서 높은 에너지로 전자로 채워집니다.
이런 식으로, 원자의 가장 바깥 쪽 궤도 또는 수준에있는 전자의 수는 분자를 형성하기 위해 다른 원자와 형성 할 수있는 결합을 설정합니다. 이 숫자는 전자 구성과 원자 번호에 따라 다릅니다.
양자 수
원자의 전자 에너지는 주요 양자 수 n에 의해 결정되며 정수 값 1, 2, 3 …
원자에서 전자의 각운동량은 2 차 양자 수 l (문자 ele)에 의해 결정되며 그 값은 n에 따라 다릅니다.
예를 들어, n = 2의 경우 2 차 양자 수는 0에서 n-1, 즉 0과 1의 값을 취합니다. 마찬가지로, 가장 낮은 에너지 레벨 인 n = 1의 경우 2 차 양자 수 l 값 0 만받습니다.
보조 양자 번호 0, 1, 2, 3은 문자 s, p, d, f로 번갈아 표시됩니다. s 궤도는 구형이고 p 궤도는 lobulated입니다.
양자 수는 두 개 더 있습니다.
- -l에서 + l에서 0까지의 값을 취하는 자기 양자 수 ml.
- 스핀 양자 수 s는 + ½ 및 -½ 값만 취하고 전자의 특성입니다.
마지막으로 두 전자가 네 개의 동일한 양자 수를 모두 가질 수 없다는 Pauli 배제 원리가 있습니다. 이 원리의 결과로 궤도는 반대 스핀을 가진 최대 2 개의 전자를 가질 수 있습니다.
전자 구성 다이어그램
전자 구성 다이어그램은 화학 원소의 원자 번호가 알려지면 가장 낮은 에너지 궤도에서 가장 높은 에너지 궤도까지 전자를 채우는 순서를 결정하는 데 사용됩니다. 그림 4는이 다이어그램을 보여줍니다.
그림 4. 전자 구성. 출처 : Wikimedia Commons.
첫 번째 숫자는 주 양자 수를 나타내고 문자는 이차 양자 수를 나타내고 마지막으로 위 첨자 번호는 해당 궤도에서 가능한 최대 전자 수를 나타냅니다.
예
탄소와 실리콘의 전자 구성
위에서 언급했듯이 탄소는 원자 번호 6을 가지며 이는 다음과 같이 분포 된 6 개의 전자를 가지고 있음을 의미합니다 : 1s2 2s2 2p2 . 실리콘은 원자 번호 14를 가지며 전자는 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 와 같이 다른 방식으로 분포됩니다 .
두 원소는 주기율표의 동일한 열에 있습니다. 왜냐하면 원자 번호가 다르더라도 가장 바깥 쪽 궤도에서 동일한 전자 구성을 갖기 때문입니다.
참고 문헌
- Connor, N. Nucleon이란 무엇인가-원자핵의 구조-정의. 출처 : periodic-table.org.
- Peoples Summit. 원자 번호 : 그것은 무엇이며 어떻게 표현됩니까? 출처 : cumbrepuebloscop20.org
- Lifeder. 화학적 주기성은 무엇입니까? 출처 : lifeder.com
- Wikipedia. 전자 구성. 출처 : es.wikipedia.com
- Wikipedia. 원자 번호. 출처 : es.wikipedia.com