에너지 준위 원자에서의 전자가 전자 껍질 분자 또는 원자에서의 분포를 편성하는 방법이다. 이러한 에너지 하위 수준을 궤도라고합니다.
하위 수준에서 전자의 구성은 서로 다른 원자의 화학적 결합을 허용하고 원소 주기율표 내에서 위치를 정의합니다.
전자는 양자 상태의 조합에 의해 특정 방식으로 원자의 전자 껍질에 배열됩니다. 이러한 상태 중 하나가 전자에 의해 점유되는 순간 다른 전자는 다른 상태에 있어야합니다.
소개
주기율표의 각 화학 원소는 원자로 구성되며, 원자는 차례로 중성자, 양성자 및 전자로 구성됩니다. 전자는 전자의 궤도에 분포 된 모든 원자의 핵 주변에서 발견되는 음으로 하전 된 입자입니다.
전자 궤도는 전자가 만날 확률이 95 % 인 공간의 부피입니다. 모양이 다른 다양한 유형의 궤도가 있습니다. 최대 두 개의 전자가 각 궤도에 위치 할 수 있습니다. 원자의 첫 번째 궤도는 전자를 찾을 확률이 가장 높은 곳입니다.
궤도는 문자 s, p, d 및 f, 즉 Sharp, Principle, Diffuse 및 Fundamental로 지정되며 원자가 결합하여 더 큰 분자를 형성 할 때 결합됩니다. 원자의 각 껍질에는 이러한 궤도 조합이 있습니다.
예를 들어, 원자의 층 1에는 S 궤도가 있고, 층 2에는 S와 P 궤도가 있으며, 원자의 층 3에는 S, P 및 D 궤도가 있으며 마지막으로 원자의 층 4에는 모든 궤도가 있습니다. S, P, D 및 F 궤도.
또한 궤도에서 우리는 더 많은 전자를 저장할 수있는 다른 하위 레벨을 발견합니다. 서로 다른 에너지 수준의 궤도는 서로 유사하지만 공간에서 서로 다른 영역을 차지합니다.
첫 번째 궤도와 두 번째 궤도는 S 궤도와 동일한 특성을 가지고 있으며 방사형 노드가 있으며 구형 볼륨의 확률이 더 높으며 두 개의 전자 만 보유 할 수 있습니다. 그러나 그들은 다른 에너지 수준에 위치하므로 핵 주변의 다른 공간을 차지합니다.
주기율표의 위치
요소의 각 전자 구성은 고유하므로 주기율표에서 위치를 결정합니다. 이 위치는 각 원소의주기와 원소의 원자가 가지고있는 전자의 수로 원자 번호로 정의됩니다.
따라서 주기율표를 사용하여 원자의 전자 구성을 결정하는 것이 중요합니다. 요소는 전자 구성에 따라 다음과 같이 그룹으로 나뉩니다.
각 궤도는 원소 주기율표 내의 특정 블록으로 표시됩니다. 예를 들어, S 오비탈 블록은 알칼리 금속의 영역이며 표의 첫 번째 그룹이며 6 개의 원소가있는 곳은 리튬 (Li), 루비듐 (Rb), 칼륨 (K), 나트륨 (Na), 프랑슘 ( Fr), 세슘 (Cs), 수소 (H)는 금속이 아니라 가스입니다.
이 원소 그룹은 양전하를 띤 이온을 형성하기 위해 쉽게 손실되는 전자를 가지고 있습니다. 그들은 가장 활동적인 금속이며 가장 반응성이 높습니다.
이 경우 수소는 가스이지만 전자가 하나뿐이기 때문에 원소 주기율표의 그룹 1에 속합니다. 수소는 단일 양전하로 이온을 형성 할 수 있지만 단일 전자를 빼내려면 다른 알칼리 금속에서 전자를 제거하는 것보다 훨씬 더 많은 에너지가 필요합니다. 화합물을 형성 할 때 수소는 일반적으로 공유 결합을 생성합니다.
그러나 매우 높은 압력에서 수소는 금속으로 변하고 그룹의 나머지 요소처럼 행동합니다. 예를 들어, 이것은 목성의 핵심 내부에서 발생합니다.
그룹 2는 산화물이 알칼리 특성을 갖기 때문에 알칼리 토금속에 해당합니다. 이 그룹의 요소 중 마그네슘 (Mg)과 칼슘 (Ca)이 있습니다. 궤도도 S 레벨에 속합니다.
주기율표의 3 ~ 12 족에 해당하는 전이 금속은 D 형 궤도를 가지고 있습니다.
표에서 13 족에서 18 족으로가는 원소는 P 궤도에 해당하며 마지막으로 란탄 족과 악티늄 족으로 알려진 원소는 F라는 궤도를가집니다.
궤도에서의 전자 위치
전자는 에너지를 감소시키는 방법으로 원자의 궤도에서 발견됩니다. 따라서 에너지를 증가시키려는 경우 전자는 원자의 핵에서 멀어지면서 주요 궤도 수준을 채울 것입니다.
전자는 스핀 (spin)이라는 고유 특성을 가지고 있다는 점을 고려해야합니다. 이것은 무엇보다도 궤도 내에서 전자의 스핀을 결정하는 양자 개념입니다. 에너지 하위 수준에서 귀하의 위치를 결정하는 데 필수적인 것은 무엇입니까?
원자 궤도에서 전자의 위치를 결정하는 규칙은 다음과 같습니다.
- Aufbau의 원리 : 전자는 가장 낮은 에너지 궤도에 먼저 진입합니다. 이 원리는 특정 원자의 에너지 수준 다이어그램을 기반으로합니다.
- Pauli Exclusion Principle : 원자 궤도는 적어도 두 개의 전자를 설명 할 수 있습니다. 이것은 전자 스핀이 다른 두 개의 전자 만이 원자 궤도를 차지할 수 있음을 의미합니다.
이것은 원자 궤도가 에너지 상태임을 의미합니다.
- Hund의 규칙 : 전자가 동일한 에너지의 궤도를 차지할 때 전자는 먼저 빈 궤도에 들어갑니다. 이것은 전자가 에너지 하위 수준의 별도 궤도에서 평행 스핀을 선호한다는 것을 의미합니다.
전자는 반대 스핀을 만나기 전에 하위 수준의 모든 궤도를 채울 것입니다.
특수 전자 구성
특수한 경우의 에너지 하위 수준을 가진 원자도 있습니다. 두 전자가 동일한 궤도를 점유 할 때, 서로 다른 스핀을 가져야 할뿐만 아니라 (Pauli Exclusion 원리에 의해 표시됨) 전자의 결합이 에너지를 약간 증가시킵니다.
에너지 하위 수준의 경우 반 전체 및 전체 하위 수준은 원자의 에너지를 감소시킵니다. 이것은 원자가 더 큰 안정성을 갖도록 유도합니다.
참고 문헌
- 전자 구성. Wikipedia.com에서 복구되었습니다.
- 전자 구성 소개. chem.libretexts.org에서 복구되었습니다.
- 궤도와 결합. chem.fsu.edu에서 복구되었습니다.
- 주기율표, 주요 그룹 요소. newworldencyclopedia.org에서 복구되었습니다.
- 전기 구성 원리. sartep.com에서 복구되었습니다.
- 요소의 전자 구성. science.uwaterloo.ca에서 복구되었습니다.
- 전자 스핀. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu에서 복구되었습니다.