원자의 전자 구조

원자는 핵 주위에 존재하는 전자와 핵이라고 불리는 조밀한 중앙 코어 안에 포함된 양성자와 중성자를 포함합니다. 전자의 파동 입자 이중성과 핵 주위의 위치의 불확실성을 고려하여 양자 역학은 원자 구조에 대한 보다 정확한 모델을 제공합니다. 이 행성은 4개의 양자 숫자를 특징으로 하는 이산 에너지의 전자가 존재하는 핵 주위의 영역으로 원자 궤도를 기술합니다: n, l, m_l및 m_s.

양자 기계 모델

원자는 전자로 둘러싸인 작고 양전하의 핵으로 구성됩니다. 핵에는 양성자와 중성자가 포함되어 있습니다. 양성자는 +1의 충전과 1.0073 무의 질량을 가지고있다. 중성자는 제로 충전과 1.0087 무의 질량을 가지고있다. 전자는 -1의 충전과 0.00055 amu의 질량을 가지고있다. 핵내의 양성자 수는 원자번호(Z)라고하며 원자의 원소 정체성을 정의한다. 핵내의 양성자와 중성자 수의 합은 질량 수라고 하며, 무루로 표현되며, 원자의 질량과 거의 동일하다. 원자는 전자와 양성자의 동일한 수를 포함 할 때 중립적이다.

핵 주위의 전자의 분포를 설명하는 원자 구조를 설명하기 위해 다양한 모델이 제안되었다. 드 브로글리 관계는 전자가 입자와 파도의 특성을 모두 가지고 있음을 정량화했다. 이 파-입자 이중성을 더 정량화한 Heisenberg는 전자의 위치(입자 특성과 연관된) 및 속도 또는 에너지(파 성질과 연관된)를 완전한 정밀도로 동시에 결정할 수 없다는 불확실성 원리를 제시했습니다. 양자 기계 모델은 원자 구조의 보다 정확한 그림을 제공합니다. 그것은 파기능의 제곱의 관점에서 확률방식으로, 원자에 포함 된 특정 에너지와 전자의 3 차원 위치를 설명, ψ^2. 원자파기능 또는 원자 궤도는 전자가 발견될 가능성이 가장 높은 원자에서 영역을 설명합니다.

원자 궤도는 세 개의 양자 숫자를 특징으로한다. 주요 양자 번호, n,에너지 레벨 또는 ‘쉘’의 위치 측면에서 궤도를 그룹한다. 각 진각 모멘텀 또는 아지무탈 양자 번호, l,‘서브 쉘’로 자신의 모양에 따라 궤도를 그룹화. 정수 값이 0에서 n – 1까지이고 문자로 표현됩니다: s (l = 0), p (l = 1), d (l = 2), f (l = 3), g (l = 4), h (l = 5). 자기 양자 번호, m_l,와 2l + 1 값에 이르기까지 –l +l,공간에서 궤도의 방향을 설명합니다. 또한, 각 전자는 스핀 양자 번호, m_s를가지며, 이는 ±1/2와 같을 수 있다. 동일한 원자에 있는 두 개의 전자는 네 개의 양자 숫자에 대해 동일한 값 집합을 가질 수 없습니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 6에서 적용됩니다.