원자 궤도
원자 중의 각 전자의 공간적 분포를 나타내는 파동 함수 / From Wikipedia, the free encyclopedia
물질은 원자로 이루어져 있으며, 원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있다. 그 전자가 있는 전자껍질을 원자 궤도 또는 원자 오비탈이라고 한다. 원자 궤도란 양자역학에서 원자내의 하나의 전자나 전자쌍의 파동 같은 운동을 묘사하는 수학적 함수이다.[1] 이 함수는 원자핵 주변의 특정한 영역에서 원자의 모든 전자들을 찾을 확률을 계산하는데 사용될 수 있다. 원자 궤도 라는 용어는 특정 수학적 형태의 궤도에 의해 정의 된 것처럼 전자가 존재할 수 있는 물리적 영역 또는 공간을 나타낼 수도 있다.[2]
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원자의 각 궤도는 전자의 에너지, 각운동량 및 각운동량 벡터 성분 (자기 양자수)에 각각 해당하는 3 개의 양자 수 n, L 및 m의 고유 한 값 집합으로 특징 지어진다. 각각의 오비탈은 최대 2 개의 전자에 의해 점유될 수 있으며, 각 전자는 자체 스핀 양자수를 갖는다. 단순 궤도 s 궤도, p 궤도, d 궤도 및 f 궤도[3]는 각 운동량 양자수가 L = 0, 1, 2 및 3 인 궤도를 나타낸다. n과 함께 쓰이는 이러한 이름들은 원자의 전자 배치를 서술하기 위해 사용된다. 그러한 전자배치는 초기 분광 학자들에 의해 행해진 알칼리 금속 분광선에 대한 일련의 묘사(sharp, principal, diffuse, fundamental)에서 얻어졌다.[4][5][6] l>3인 오비탈들은 j를 생략한 알파벳 순서(g, h, i, k, ...l대로 이어지는데, 일부 언어들이 i와 j를 구분하지 않기 때문이다.[7]
원자 궤도는 원자 궤도 모델 (전자 구름 또는 파동 역학 모델로도 알려짐)의 기본 빌딩 블록으로, 물질에서 전자의 초 미세 동작을 시각화하기위한 현대 프레임 워크이다. 이 모델에서 다중 전자 원자의 전자구름은 보다 단순한 수소와 같은 원자 궤도의 산물인 전자 구성에서 (근사치로) 구축된 것으로 간주될 수 있다. 주기율표의 구간내의 2, 6, 10, 14족 원소 들의 반복되는 주기성은 각각 s, p, d, f 오비탈들을 완전히 차지하는 전자 수의 합에 의해 자연히 발생한다. 하지만 더 높은 준위의 n값이라도 특별히 원자가 양전하를 띠는 경우에 특정 하위 껍질의 에너지가 매우 비슷해지며, 전자가 채워지는 순서에 예외가 발생할 수 있다.