전자의 에너지 준위

주양자수 라고도 하는 주에너지 준위는 전자가 에너지를 잃거나 얻지 않고 가능한 가장 낮은 에너지로 발견할 수 있는 원자핵 외부의 영역 또는 껍질입니다. 주요 에너지 준위는 차례로 에너지 하위 준위를 가집니다. 이러한 하위 수준은 2차 또는 방위각 양자수 (l) 로 알려져 있습니다 .

에너지 수준의 표현

현재 알려진 원소의 원자에 모든 전자를 포함하려면 7 에너지 준위만 필요합니다. 이러한 수준은 문자 K, L, M, N, O, P, Q 또는 1에서 7까지의 숫자로 표시되며 여기서 1은 가장 낮은 에너지 수준이고 7은 가장 높은 에너지 수준입니다.

각 주요 에너지 준위에는 특정 수의 전자가 있으며 최대 2n ² 전자를 포함할 수 있습니다. 여기서 n 은 준위의 수입니다. 따라서 첫 번째 수준은 최대 2개의 전자 2 x (1) ² = 2를 포함할 수 있습니다. 두 번째 최대 8개의 전자, 2 x (2) ² = 8; 세 번째는 최대 18, 2 x (3) ² = 18 등입니다. 따라서 각 에너지 준위의 전자 수를 계산하는 방정식은 X= 2n ²

에너지 준위와 관련된 에너지는 핵으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가합니다. 예를 들어 전자가 7번째 에너지 준위에 있는 경우 1번째 에너지 준위의 전자보다 전자와 관련된 에너지가 훨씬 더 많습니다.

에너지 하위 수준

각 주요 에너지 준위는 특정 수의 궤도로 구성된 에너지 하위 준위를 포함하며 각 궤도에는 2개 이하의 전자가 있을 수 있습니다. 주요 에너지 준위와 마찬가지로 에너지 하위 준위도 문자로 표시되며, 이 경우에는 s, p, d, f입니다.

각 주요 에너지 준위에는 s(1s) 궤도를 포함하는 하위 준위가 있으므로 최대 2개의 전자를 포함할 수 있습니다 . 이 오비탈의 전자를 s-전자 라고 하며 해당 주 에너지 준위의 모든 전자 중에서 에너지가 가장 낮습니다. 이 껍질은 최대 2개의 전자를 포함할 수 있습니다 .

첫 번째 위의 각 주요 에너지 수준에는 1개의 s 궤도와 3개의 p 궤도가 포함됩니다 . p 부껍질 이라고 하는 3개의 p 오비탈 세트는 최대 6개의 전자를 보유할 수 있습니다 . 따라서 두 번째 수준은 최대 8개의 전자 , 즉 s 오비탈(2s)에 2개, 3개의 p 오비탈(2p)에 6개의 전자를 포함할 수 있습니다.

두 번째 위의 각 주요 에너지 준위에는 1개의 s 오비탈과 3개의 p 오비탈 외에도 최대 10개의 전자를 보유할 수 있는 d 서브쉘이라고 하는 5개의 d 오비탈 세트가 포함되어 있습니다 . 따라서 세 번째 껍질은 최대 18개의 전자를 포함합니다 : s 오비탈에 2개, 3개의 p 오비탈에 6개, 5개의 d 오비탈에 10개.

위의 모든 것 외에도 네 번째 수준과 그 이상의 수준에는 7개의 f 오비탈을 포함하고 최대 14개의 전자를 수용할 수 있는 f 부껍질이 있습니다 . 따라서 네 번째 껍질은 최대 32개의 전자를 포함할 수 있습니다: s 오비탈에 2개, 3개의 p 오비탈에 6개, 5개의 d 오비탈에 10개, 7개의 f 오비탈에 14개.

아래는 위에서 설명한 모든 정보를 요약한 표입니다.

테이블 에너지 수준 및 하위 수준

출처

Bautista, C. [화학 학습].(2020년 3월 31일). 에너지 수준  [비디오 파일]. 유튜브. https://youtu.be/p3v5b81E6NQ