AUFBAU 원칙의 예

그만큼 aufbau 원리 (구성)은 원자 물리학의 원리입니다. 원자핵 주위의 궤도에서 전자의 배열을 설명합니다..

원자의 특성을 이해할 수있게 해주는 원자의 성질과 구성에 대한 다양한 연구는 많은 연구자들의 연구 주제였습니다. 그중에서 주목할만한 것은 어니스트 러더퍼드가 제안한 원자 모델을 완성한 덴마크 물리학 자 닐스 보어 (Niels Bohr)의 연구입니다.

그의 모델은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. 원자의 핵이 중심을 차지하고 전자는 원형 궤도를 따라 회전합니다. 원형 궤도에서 에너지를 잃지 않는 이유를 설명하고 파동 거동의 발견과 전자가 가진 입자 시간과 동일한 입자 시간, 그는 전자가 에너지 수준에서 다른 수준으로 점프하여 방출하거나 흡수한다고 생각했습니다. 에너지.

이 궤도 수준이 방정식 2n에 의해 제어된다는 것을 알고 계셨습니까?²즉, 궤도의 최대 전자 수는 궤도 수의 제곱의 두 배와 같습니다. 지금까지 알려진 원소들에 대해 우리는 7 개의 알려진 궤도를 가지고 있으며, 여기서 K 궤도는 2 개의 전자, L, 8 개의 전자를 가지고 있습니다. M은 전자 18 개, N은 32 개, O는 50 개, P는 72 개, Q는 98 개입니다.

전자는 또한 네 개의 양자 수를 가지고있는 것으로 밝혀졌습니다. 주 n은 핵으로부터의 거리를 나타냅니다. 자기 양자 수 m이있는 궤도를 나타내는 방위각 양자 수 l (s, p, d, f 등), 궤도 내 궤적과 스핀 수 s를 결정합니다. 값은 양수 또는 음수 일 수 있습니다. 1/2. 동일한 경로에있는 두 전자 (동일한 번호 n과 l)는 동일한 자기 양자 수 또는 동일한 스핀 수를 동시에 가질 수 없습니다. 즉, 원자의 두 전자는 4 개의 동일한 양자 수를 모두 가질 수 없습니다 (Pauli 배제 원리).

이로 인해 서로 다른 전자가 동일한 궤도 수준에서 공존하는 수준은 에너지는 하위 수준으로 나뉘며, 각 하위 수준은 한 쌍만 포함 할 수있는 궤도로 나뉩니다. 전자.

이 관찰에 따르면, 에너지 레벨 K는 하나 또는 두 개의 전자가 차지할 수있는 s 레벨이라고하는 하나의 하위 레벨 만 포함합니다.

다음 레벨 인 L에는 4 개의 전자 하위 레벨이 있습니다. 레벨 s (2s라고 함)와 레벨 2p는 차례로 2p라고하는 3 개의 궤도로 구성됩니다._엑스, 2 인_와이 및 2p_지. 세 번째 수준에는 3s, 3p 및 3d 하위 수준이 있습니다. 3d 하위 수준은 5 개의 궤도를 가지며, 각 궤도는 두 개의 전자가 차지합니다. 다음 레벨은 문자 f, g, h 및 i와 함께 추가 될 궤도를 가질 수 있습니다.

여기에 전자가 에너지 레벨을 완성하기에 충분하지 않을 때 궤도에 분포한다고 덧붙입니다. (헌드의 규칙).

이러한 하위 수준과 궤도는 무작위로 채워지지 않습니다. 궤도의 전자는 낮은 에너지 레벨을 먼저 채우고 그다음에 높은 에너지 레벨을 채우는 방식으로 구성됩니다. 이것은 그래픽으로 표현되며, 따라서 톱 또는 대각선의 규칙이라고합니다.

이전 규칙에 따르면 주기율표의 처음 10 개 요소의 궤도 수준은 다음과 같이 표현됩니다.

H: 1 초¹
그는: 1 초²
Li: 1 초² , 2 초¹
Be: 1 초² , 2 초²
B: 1 초² , 2 초², 2 인¹ (1 초² , 2 초², [2P_엑스¹)
C: 1 초² , 2 초², 2 인² (1 초² , 2 초², [2P_엑스¹, 2 인_와이¹])
N: 1 초² , 2 초², 2 인³ (1 초² , 2 초², [2P_엑스¹, 2 인_와이¹, 2 인_지¹])
O: 1 초² , 2 초², 2 인⁴ (1 초² , 2 초², [2P_엑스², 2 인_와이¹, 2 인_지¹])
F: 1 초² , 2 초², 2 인⁵ (1 초² , 2 초², [2P_엑스², 2 인_와이², 2 인_지¹])
Ne: 1 초² , 2 초², 2 인⁶ (1 초² , 2 초², [2P_엑스², 2 인_와이², 2 인_지²])

이 예에서 볼 수 있듯이 먼저 에너지가 적은 수준이 채워집니다.이 경우에는 s 수준이 채워진 다음 p 수준이됩니다.

레벨의 포화가 불활성 기체 인 헬륨과 네온에서 발생 함을 관찰 할 수도 있습니다.

많은 주기율표에서 우리는 데이터의 일부로 에너지 수준의 전자 구조를 찾습니다. 요컨대, 괄호 안에있는 요소 앞에 비활성 요소가 있고 나머지 레벨은 궤도.

예를 들어 나트륨의 경우 다음 두 가지 방법 중 하나로 표시되는 것을 볼 수 있습니다.

Na: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초¹
Na: [Ne], 3 초¹

이제 하위 수준의 그래프를 보면 예를 들어 Potassium 또는 칼슘은 레벨 4 임에도 불구하고 3D 하위 레벨을 차지하지 않습니다. 레벨 4. 따라서 Bohr의 규칙에 따라 레벨 4가 3d 이전에 먼저 점유됩니다.

K: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초¹ -[Ar], 4 초¹
Ca: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초² -[Ar], 4 초²
Sc: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초¹, 3d¹ -[Ar], 4 초¹, 3d¹
Ti: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d² -[Ar], 4 초², 3d²

Aufbau 원리에 따른 궤도 순서와 그래프의 대각선을 관찰하여 추론 할 수있는 순서는 다음과 같습니다.

1 초², 2 초², 2 인⁶, 3 초², 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d¹⁰, 5p⁶, 6 초², 4 층¹⁴, 5 일¹⁰, 6p⁶, 7 초²

Aufbau 원리의 예

Aufbau 원리에 따른 일부 요소의 전자 레벨 표현 :

예: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초², 3p² -[Ne], 3 초², 3p²
P: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초², 3p⁴ -[Ne], 3 초², 3p⁴
Ar: P: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초², 3p⁶ -[Ne], 3 초², 3p⁶
V: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d³ -[Ar], 4 초², 3d³
믿음: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d⁶ -[Ar], 4 초², 3d⁶
Zn: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰ -[Ar], 4 초², 3d¹⁰
Ga: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p¹ -[Ar], 4 초², 3d¹⁰, 4p¹
Ge: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p² -[Ar], 4 초², 3d¹⁰, 4p²
Br: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁵ -[Ar], 4 초², 3d¹⁰, 4p⁵
Kr: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶ -[Ar], 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶
Rb: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초¹ -[Kr], 5 초¹
Sr: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초² -[Kr], 5 초²
Y: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d¹ -[Kr], 5 초², 4d¹
Zr: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d² -[Kr], 5 초², 4d²
Ag: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d⁹ -[Kr], 5 초², 4d⁹
Cd: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d¹⁰ -[Kr], 5 초², 4d¹⁰
I: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d⁹, 5p⁵ -[Kr], 5 초², 4d⁹, 5p⁵
Xe: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d¹⁰, 5p⁶ -[Kr], 5 초², 4d¹⁰, 5p⁶
Cs: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d⁹, 5p⁶, 6 초¹ -[Xe], 6 초¹
Ba: 1 초² , 2 초², 2 인⁶, 3 초² , 3p⁶, 4 초², 3d¹⁰, 4p⁶, 5 초², 4d¹⁰, 5p⁶, 6 초² -[Xe], 6 초²