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2.4: 전자 궤도 모델
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Biology

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전자 궤도 모델
 
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2.4: 전자 궤도 모델

개요

궤도는 전자가 거주할 가능성이 가장 높은 원자 핵 의 외부 영역입니다. 그들은 다른 에너지 레벨, 모양 및 3차원 방향을 특징으로합니다.

원자 내의 전자의 위치는 에너지 레벨과 궤도 모양에 해당합니다.

전자의 위치는 쉘 또는 주 에너지 레벨에 의해 가장 일반적으로 설명된 다음 각 쉘 내의 서브쉘에 의해, 마지막으로 서브쉘 내에서 발견되는 개별 궤도에 의해 설명된다. 첫 번째 쉘은 핵에 가장 가깝고, 하나의 구형 궤도를 가진 하나의 서브쉘만 있고,1개의 궤도라고 불리는, 두 개의 전자를 보유할 수 있다. 다음 포탄은 8개의 총 전자를 보유하고 있습니다: 구형2의 궤도에서 2개, 세 개의 아령 모양의2p 궤도 각각에 2개. 높은 에너지 레벨에서 가장 바깥쪽 궤도는 df 서브쉘에서 발견되는 궤도를 더 복잡한 모양으로 사용합니다. 총 10개의 전자가 5d 궤도 내에 들어갈 수 있으며 총 14개의 전자는 7f 궤도 내에 적합합니다.

궤도 다이어그램은 원자에서 각 전자의 위치와 상대적 에너지 레벨을 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 각 껍질 내에서 전자는 에너지수준이 상승합니다. 서브쉘은 에너지의 양이 가장 낮습니다. p 서브쉘의 전자는 다소 높은 에너지를 가지고 있으며, 그 다음에는 d및 f 서브쉘이 존재한다.

보어 모델은 궤도의 개념을 도입

우리는 다른 궤도에 있는 전자가 다른 에너지 수준을 가지고 있다는 것을 보았습니다. 전자에 에너지가 전혀 없다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 1913년, Niels Bohr는 전자가 수소 원자와 다른 이온을 단일 전자로 사용하여 궤도를 변경했을 때 얼마나 많은 에너지를 얻고 잃었는지 실험적으로 결정할 수 있었습니다. 그의 실험 결과를 어니스트 러더포드의 작업에서 양전하 핵에 대한 사전 지식과 결합하여, Bohr는 전자 궤도의 첫 번째 모델을 개발했습니다.

전자가 에너지를 얻을 때, 그들은 흥분 상태로 들어가 고 궤도높은로 이동합니다. 에너지는 열이나 빛의 형태로 전자에 추가 될 수 있으며, 그 에너지를 빠르게 잃을 때, 그들은 높은 궤도에서 다시 떨어지고 광자라는 빛의 입자를 방출한다. 방출된 광자의 색상은 분광에 의해 정량화될 수 있도록 특정 에너지양에 대응한다.

Bohr는 수소를 가열하여 쉘이라고도 하는 주요 에너지 수준에 포함된 에너지를 결정할 수 있었습니다. 추가 열 에너지는 전자가 첫 번째 에너지 수준에서 더 높은 수준으로 뛰어 올라야했습니다. 그런 다음 Bohr는 원자가 다시 냉각될 때 방출된 빛의 파장을 측정했습니다.

원자의 양자 기계 모델

Bohr의 전자 궤도 모델은 전자가 고정 된 원형 경로에서 핵을 도주했다고 가정했습니다. 그의 실험은 하나의 전자로 수소와 수소와 같은 이온에 정확했지만, 그는 다른 요소의 전자 구성을 예측할 수 없었습니다. 아원자 입자의 물리학에 영향을 미치는 추가 요인이 있어야 했습니다.

1926년 에르빈 슈뢰딩거는 보어의 에너지 레벨 모델을 확장하고 오늘날에도 여전히 받아들여지는 원자 궤도 모델을 개발했다. Schrödinger는 1920 년대 초에 과학자에 의해 만들어진 전자의 물리적 행동에 관하여 고려된 그밖 발견의 수를 취했습니다. 그의 양자 기계 모델은 여러 전자가 있는 요소의 전자 구성을 정확하게 예측합니다. Schrödinger의 모형에 있는 한 근본적인 변경은 전자가 핵의 양전하에 의해 영향을 받는 파도 운동에서 여행한다는 가정입니다. 이 때문에 오늘날 우리가 말하는 궤도는 Bohr가 제안한 대로 고정 된 원형 경로보다는 전자를 발견 할 가능성이 가장 높은 구름과 같은 영역입니다. 또 다른 중요한 차이점은 보어의 에너지 레벨(쉘)을 하위 쉘과 궤도와 같은 작은 범주로 나누는 것입니다.

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