(n+l) 규칙. 원자 오비탈의 에너지 준위, 전자 배치 순서 ★

(n+l) 규칙. 원자 오비탈의 에너지 준위, 전자 배치 순서

 

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▶ 참고: 한 벌의 양자수

[ https://ywpop.tistory.com/2932 ]

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▶ 참고: 쌓음 원리(Aufbau principle)

[ https://ywpop.tistory.com/2840 ]

 

 

 

다전자 원자의 오비탈에 전자가 채워지는 순서는 다음 그림과 같다.

( 기본적으로, 에너지 준위가 낮은(안정한) 오비탈부터 전자가 채워진다. )

 

 

 

복잡해 보이는 이것을 힘들게 외울 필요는 없다. 규칙이 있다.

 

 

 

원자 오비탈에 전자가 채워지는 순서는 (n + l) 규칙에 따른다.

 

▶ (n + l) 규칙

① (n + l) 값이 작은 오비탈의 에너지 준위가 더 낮다(= 안정하다).

---> (n + l) 값이 작은 오비탈부터 전자가 채워진다.

② (n + l) 값이 같으면, n 값이 작은 오비탈의 에너지 준위가 더 낮다.

---> (n + l) 값이 같으면, n 값이 작은 오비탈부터 전자가 채워진다.

 

 

 

예1) 4s와 3d

> 4s = 4 + 0 = 4

> 3d = 3 + 2 = 5

---> 4s 오비탈에 전자가 먼저 채워진다.

 

 

예2) 4d와 5s

> 4d = 4 + 2 = 6

> 5p = 5 + 1 = 6

---> 4d 오비탈에 전자가 먼저 채워진다.

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11289 ]

 

 

 

 

▶ (n+l) 규칙

> 주양자수(n)와 각운동량 양자수(l)가 오비탈의 에너지 준위를 결정한다.

> 주양자수(n)와 방위 양자수(l)가 오비탈의 에너지 준위를 결정한다.

 

 

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[참고] 각운동량 양자수 값에 따른 오비탈의 모양

 

 

 

 

 

전자가 채워질때는 (n+l) 규칙에 따라 채워지고,

① (n+l) 값이 작은 오비탈부터 전자가 채워진다.

② (n+l) 값이 같으면, n 값이 작은 오비탈부터 전자가 채워진다.

 

 

전자가 이온화될때는 다음 규칙에 따라 이온화됩니다.

① n 값이 큰 오비탈부터 전자가 이온화된다.

② n 값이 같으면, (n+l) 값이 큰 오비탈부터 전자가 이온화된다.

 

 

 

 

 

[ 그림 출처 wikimedia ] Atomic orbital energy levels.

 

 

 

 

[ 참고 https://ywpop.tistory.com/6622 ] 주양자수, n과 최대로 채울 수 있는 전자의 개수

 

 

 

 

 

[참고] 안타깝지만, 쌓음 원리(Aufbau principle)는

전자-전자 상호작용을 고려하지 않았기 때문에

모든 원자의 전자 배치를 예측(설명)할 수 없습니다.

 

오비탈의 에너지 준위는

전자-전자 상호작용(spin-orbit interaction 또는 spin-orbit coupling 포함)을

고려한 양자역학적 계산을 통해 결정할 수 있습니다(결정해야 됩니다).

 

따라서 Nb, Mo와 같은 5주기 전이 금속의 전자 배치를

단순하게 설명할 수 있는 방법은 없습니다.

 

 

 

 

[ 참고: 전체 원소의 바닥상태 전자배치표 https://ywpop.tistory.com/3400 ]

 

 

 

 

[참고] 오비탈 표기 순서. 오비탈 표시 순서

예를 들어, 망간(Mn)의 경우,

1) Mn: [Ar] 3d^5 4s^2

2) Mn: [Ar] 4s^2 3d^5

 

1)번처럼 전자껍질(주양자수) 순서로 나타내야 할까?

2)번처럼 오비탈의 에너지 준위 순서로 나타내야 할까?

[ https://ywpop.tistory.com/5218 ]

 

 

 

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