차동 전자 양자 수, 방법 및 예제 이해 방법



그 차동 전자 또는 미분기는 원자의 전자 배열 시퀀스에 배치 된 마지막 전자입니다. 왜 그의 이름이 뭐야? 이 질문에 답하기 위해 원자의 기본 구조가 필요합니다. 핵, 진공 및 전자.

핵은 양성자라고 불리는 고밀도의 포지티브 입자와 중성자라고 불리는 중립 입자입니다. 양성자는 원자 번호 Z를 정의하고, 중성자와 함께 원자 질량을 구성합니다. 그러나 원자는 양의 전하를 운반 할 수 없다. 그것이 전자를 핵 주위에서 공전시켜 중성화시키는 이유입니다.. 

따라서, 핵에 첨가 된 각 양성자에 대해, 증가하는 양전하를 상쇄하기 위해 새로운 전자가 그것의 오비탈에 통합된다. 이러한 방식으로, 새로운 추가 된 전자, 차동 전자는 원자 번호 Z와 밀접하게 관련되어있다..

차동 전자는 가장 외부 전자 층 : 원자가 층에있다. 따라서 핵에서 멀어 질수록 더 큰 에너지가됩니다. 이 에너지는 원소의 화학 반응 특성에있어 원자가 전자의 나머지 부분과 마찬가지로 참여에 대한 책임이있다..

색인

  • 1 양자 수
  • 2 차동 전자를 알아내는 법?
  • 3 여러 요소의 예
    • 3.1 염소
    • 3.2 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ _
    • 3.3 마그네슘
    • 3.4 ↑ ↓
    • 3.5 지르코늄
    • 3.6 알 수없는 요소
    • 3.7 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
  • 4 참고

양자 수

나머지 전자와 마찬가지로, 차동 전자는 4 개의 양자 수에 의해 식별 될 수있다. 그러나 양자 수는 무엇입니까? 그들은 "n", "l", "m"및 "s"입니다..

양자 수 "n"은 원자 크기와 에너지 준위 (K, L, M, N, O, P, Q)를 나타냅니다. "L"은 원자 궤도의 모양을 나타내는 2 차 또는 방위각 양자 수이고, 궤도 s, p, d 및 f에 대해 0, 1, 2 및 3의 값을 취합니다. , 각각.

"M"은 자기 퀀텀 번호이며 자기장 아래의 궤도의 공간적 방향을 나타냅니다. 따라서, "s"궤도의 경우 0; -1, 0, +1, "p"궤도; -2, -1, 0, +1, +2, 궤도 "d"; 및 "f"궤도에 대한 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. 마지막으로 스핀 "s"의 양자 수 (↑는 +1/2, ↓는 -1/2).

그러므로, 차동 전자는 이전에 연관된 양자 수 ( "n", "1", "m", "s")를 가지고있다. 추가 양성자에 의해 생성 된 새로운 양전하를 반작용하기 때문에, 원소의 원자 번호 Z도 제공합니다.

차동 전자를 알아내는 법?

상부 이미지에서, 수소에서 네온 가스 (H → Ne)까지의 원소에 대한 전자 배열이 표현된다.

여기서, 열린 층의 전자는 적색으로 표시되고 닫힌 층의 전자는 청색으로 표시됩니다. 레이어는 양자 번호 "n"을 말하며, 4 개의 숫자 중 첫 번째 숫자.

이런 식으로, H (↑)의 붉은 원자가의 원자가 구성은 반대 방향의 다른 전자를 더해 He (↓ ↑, 둘 다 청색이므로 둘째 레벨 1이 닫혀 있기 때문에)가됩니다. 이 추가 된 전자는 차 전자.

따라서, 차동 전자가 원소의 원자가 층 (적색 화살표)에 어떻게 추가되는지를 그래픽 적으로 관찰하여 서로 구별한다. 전자는 룬드 (Hund)의 규칙과 폴링 (Pauling)의 배제 원칙을 존중하는 궤도를 채 웁니다 (B에서 네로 완벽하게 관찰 됨).

그리고 양자 수는 어떻습니까? 이것들은 각각의 화살표, 즉 각 전자를 정의하며, 그 값은 전자 구성에 의해 차등 전자인지 여부를 알 수 있습니다.

여러 요소의 예

염소

염소 (Cl)의 경우 원자 번호 Z는 17입니다. 전자 구성은 1s입니다.22 초2sp63 대23p5. 빨간색으로 표시된 오비탈은 레벨 3의 오픈을 나타내는 원자가 층의 오비탈에 해당합니다..

차동 전자는 전자 구성에 배치 된 마지막 전자이고, 염소 원자는 3p 궤도의 전자이고, 그의 처분은 다음과 같다 :

↑ ↓  ↑ ↓  ↑

3px 3py 3pz

(-1) (0) (+1)

Hund의 규칙을 존중하면서, 같은 에너지의 3p 궤도를 채우십시오 (각 궤도에서 하나의 화살표가 위로 올라갑니다). 둘째, 다른 전자들은 왼쪽에서 오른쪽으로 독방 전자와 쌍을 이룬다. 차동 전자는 녹색 프레임으로 표시됩니다..

따라서, 염소의 미분 전자는 다음과 같은 양자 수를 갖는다 : (3, 1, 0, -1/2). 즉, "n"은 3입니다. "L"은 1, 궤도는 "p"; "M"은 매체의 "p"궤도이기 때문에 0입니다. "s"는 화살표가 아래쪽을 가리키고 -1/2입니다..

마그네슘

마그네슘 원자의 전자 배열은 1s22 초2sp63 대2, 같은 방식으로 궤도와 그 원자가 전자를 나타낸다 :

↑ ↓

3 대

0

이번에는 차동 전자가 3, 0, 0, -1/2의 양자 수를 가지고 있습니다. 이 경우 염소에 대한 유일한 차이점은 전자가 "s"궤도 (3s)를 차지하기 때문에 양자 수 "l"이 0이라는 것입니다..

지르코늄

지르코늄 원자 (전이 금속)에 대한 전자 배열은 1s22 초2sp63 대23p64 대23d104p65 초24d2. 이전의 경우와 같은 방식으로, 원자가 궤도와 전자의 표현은 다음과 같습니다 :

따라서 녹색으로 표시된 차동 전자의 양자 수는 4, 2, -1, +1/2입니다. 여기서, 전자는 제 2 궤도 d를 차지하기 때문에, 양자 수 m은 -1이된다. 또한, 화살표가 위로 향하기 때문에 스핀 번호 "s"는 +1/2와 같습니다..

알 수없는 요소

미지 성분에 대한 미분 전자의 양자 수는 3, 2, +2, -1/2입니다. 원소의 원자 번호 Z는 얼마입니까? Z를 알면 요소가 무엇인지 알 수 있습니다..

이번에는 "n"이 3이므로 원소가 주기율표의 세 번째주기에 있음을 의미하며 "d"궤도가 원자가 층 ( "1"은 2)과 같습니다. 따라서 궤도 함수는 이전 예와 같이 나타납니다.

↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓

양자 수 "m"이 +2이고, "s"가 -1/2 인 경우, 마지막 3d 궤도에서 차분 전자를 올바르게 찾는 데 사용되는 키입니다.

따라서, 찾는 요소는 3d 궤도를가집니다.10 전체 내부 전자 레이어처럼. 결론적으로, 상기 원소는 아연 금속 (Zn).

그러나 차동 전자의 양자 수는 아연과 구리를 구별 할 수 없다. 왜냐하면 후자 역시 완전한 3d 궤도를 가지고 있기 때문이다. 왜? 구리는 양자적인 이유로 전자를 채우기위한 규칙을 따르지 않는 금속이기 때문에.

참고 문헌

  1. 짐 브랜슨 (2013). 룬트의 규칙 2018 년 4 월 21 일에 검색 한 사람 : quantummechanics.ucsd.edu
  2. 강의 27 : 룬트의 규칙. 2018 년 4 월 21 일에 ph.qmul.ac.uk에서 검색 함
  3. 퍼듀 대학교. 양자 수 및 전자 구성. 2018 년 4 월 21 일에 검색 한 위치 : chemed.chem.purdue.edu
  4. 살바트 과학 백과 사전. (1968). Physics Salvat, S.A. Ediciones Pamplona, ​​volume 12, Spain, pp. 314-322.
  5. 월터 제이 무어. (1963). 물리 화학 있음 입자와 파도. 넷째 판, Longmans.