궤도(orbit)와 궤도함수(orbital, 오비탈), 그리고 혼성 오비탈 (1)

궤도(orbit)와 궤도함수(orbital, 오비탈), 그리고 혼성 오비탈 (1)

 

 

혼성 오비탈에 대해 잘 알고 있으면 탄소화합물(유기화합물)을 이해하는데 많은 도움이 됩니다.

혼성 오비탈, 이거 알고 보면 별것 아닌데도 일반화학을 처음 배우는 학생들은 많이 어려워합니다.

 

1807년 돌턴이 모든 물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 원자로 이루어져 있다고 했습니다만, 이후 원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있다는 것이 밝혀졌습니다.

 

1913년 보어가 전자들은 원자핵 주위의 일정한 궤도를 따라 원운동을 하며, 각 궤도는 불연속적으로 띄엄띄엄 떨어져 있다고 설명하였습니다. 이때 보어가 설명한 궤도가 바로 궤도(orbit)입니다.

 

그러나 양자역학과 통계역학을 동원하여 원자 내부를 좀 더 자세히 들여다보니, 원자 내에 있는 전자들의 정확한 위치는 알 수가 없기 때문에(따라서 보어 설명처럼 전자 궤도로 나타낼 수 없다), 단지 어느 공간에서 발견할 수 있는 확률(확률 함수)로만 전자들을 나타낼 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 이 확률을 그림으로 나타낸 것이 바로 궤도함수(orbital)입니다.

 

전자는 원자핵의 인력이 미치는 범위 내에서 어디든지 돌아다닐 수 있는데(전자 구름 모형), 전자가 자주 돌아다니는 또는 자주 발견되는 위치를 확률적으로 계산해서 그 결과를 이해하기 쉽도록, 수식이 아닌, 그림으로 나타낸 것이 오비탈입니다.

 

 

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