화학1 수소원자 에너지 준위 질문이요!! 답변부탁드립니다.
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수소원자의 에너지 준위 비교할때 수소원자는 전자가 한개 이므로 오비탈 모양에는 영향을 받지 않으니까
껍질이 같으면 에너지 준위 정도가 같잖아요. 근데 갑자기 이해가 안가는게
수소원자는 전자가 1개인데 k껍질 1s 속에서 한개만 존재 하는거 아닌가요?
어떻게 1s<2s=2p<3s ... 이런식으로 나타내는거죠? 그니까 다전자 원자 같은 경우는 말그대로 다전자이니까
전자를 계속 채움으로써 1s 2s 2p 3s 3p 3d 이런식으로 나아가는데 전자 1개인 수소원자에서 어떻게 저렇게 진행을 할 수 있는건가요??
답변좀요 !!
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수소원자에 궤도가 1S하나만 존재한다는 생각은 오개념입니다. 대부분의 경우 1S 궤도에 안정한 상태로 존재하게 됩니다. 물론, 이때 다른 껍질들(2S, 2P등등...)은 “존재”하나, “전자가 채워져 있지는 않은”상태이고요.
굳이 따지자면 수소원자는
1S(1) 2S(0) ..... 이렇게 나타낼 수 있겠네요.
아 그거였구나ㄷㄷ
아... 또 하나만 질문이요..ㅜㅜ
오비탈이 갖는 에너지 = 주양자수 + 오비탈 모양 ( s=0 , p=1 , d=2 , f=3) 이라고 인강에서 배웠는데
음.. 자꾸 이쪽 개념이 혼동이 오네요. 수소원자는 왜 오비탈 모양에 영향을 받지 않는건가요??
2s=2p 식으로 말이죠.
"오비탈이 갖는 에너지 = 주양자수 + 오비탈 모양 ( s=0 , p=1 , d=2 , f=3)" 부분은 고교과정에서만 해당되는 공식입니다. 실제로는 이 두가지 말고도 자기양자수, 스핀양자수 두가지를 추가적으로 고려해야 합니다만..... 이는 대학교 1학년 과정에 해당하므로 별 신경쓸 필요는 없겠습니다.
본론으로 들어가서 질문하신 내용에 답변을 하자면 다음과 같습니다.
[고교과정에서는 그냥 그렇다고 암기하는것이 좋다.]
이해를 원하신다면, 대학교 들어와서 1학년때 화학을 배우고, 물리학 3학년 과정에서 양자역학을 1학기가량 배우시고, 슈뢰딩거 파동방정식을 풀어보시면 수소원자와 다전자 원자간에서 왜 저러한 특성 차이가 나는지 이해하실 수 있습니다.
감각적으로 이해하시려면 이렇게 설명할 수 있겠네요.
수소 원자의 경우 전자가 하나 뿐인 관계로 다른 전자와의 상호작용이 전혀 없습니다.
하지만, 다전자 원자의 경우 2개 이상의 전자를 가지고 있으며, 다른 전자와의 상호작용 (반발력)이 일어나는 관계로 같은 주양자수 내에서는 s,p,d,f순으로 높은 준위를 가지게 (불안정해지게) 되는것이지요.
즉, 2P오비탈을 생각해볼때, 최대 6개가 들어가죠?
수소 원자는 넣을 전자가 하나밖에 없습니다. 하지만 플루오르를 생각해보죠. 2P오비탈에 전자가 5개 차있습니다. 자연스럽게 전자간의 반발이 일어나겠죠. 그 반발력으로 인해 불안정해지고, 준위가 높아지는 것입니다.
이정도만 알아두시는것이 좋습니다.
자세한 증명이나 원리는 대학교에 오셔서 차근차근 배워나가시는게 좋습니다.
감사합니다!!역시오르비수준은 ㅎㅎ
전자가 1개인데 k껍질 1s 속에서 한개만 존재 하는거 <<는 수소원자의 에너지가 바닥상태일 때의 상황이에요.
"껍질이 같을 때 에너지 준위 정도가 같다"라는 건,
예를 들어 설명하자면 바닥상태의 수소원자가 약 328kJ의 에너지를 받았을 때,
K껍질에 찰싹 달라붙어서 빌빌 기던 전자가 L껍질의 모든 오비탈, 즉 2s, 2px, 2py, 2pz를 돌아다닐 수 있다는 것이에요.(2s=2p)