안녕하세요 빛나쌤 입니다~~ᄒᄒ
처음 올리는 글입니다~^^
중학교 때까지 배워온 원자 모형은
보어의 원자 모형이라고 할 수 있습니다.
이 보어의 모형에 따르면
1. 전자를 입자로 본다.
2. 전자는 원자핵 주위의 정해진 궤도(전자궤도)를 원 운동하고 있는 것으로 표현한다.
입니다.
그러나, 수은(Hg)과 네온(Ne)의 스펙트럼을 보면
사진과 같이
수소보다도 훨씬 선의 수가 많고,
가까이 모여 무리를 지은 선들이 많이 나타나는 것을 볼 수 있습니다.
이것은 하나의 전자껍질 속에 조금씩 다른 에너지 상태가 존재함을 의미한다.
즉, 같은 전자껍질에 에너지가 조금씩 다른 전자의 에너지준위가 있음을 알 수 있고
이것은 보어의 모형(전자궤도)으로는 설명이 어려워지게 되고 그래서 새로운 개념의 도입이 필요해진 거죠.
그것이 오비탈입니다.
원자핵 주변의 전자를 물리적으로 보기보다는 에너지적 측면으로 생각하고 존재할 확률로 표현한 것이 오비탈입니다.
(오비탈은
친구들(전자) 들어갈 수 있는 아주 아주 커다란 방이고
그 방에는 최대 2명의 친구(전자)가 들어갈 수 있고
그 방 안에서는 어디에나 있을 수 (존재할 수) 있지만,
그 방 중심에 핸드폰(원자핵)이 있다면?
우리 친구(전자)들은 그곳에 앉아있을 확률이 높지 않을까?
정도로 이해하는 것도 좋을 듯하다.)
[오비탈의 모형]
이 오비탈은 전자의 존재 확률로 설명하다 보니 모형을 그릴 때
두 가지 방식을 사용하게 되는데
하나는 점 밀도, 그리고 경계면 그림을 사용해서 나타냅니다.
점 밀도 그림은 원자핵 주위에서 전자가 발견되는 확률 밀도를 구름과 같은 모양으로 그려서 시각적으로 표현할 수 있다.
그렇지만 각 지점에서 전자가 발견될 확률 밀도를 쉽게 파악할 수 있는 반면, 크기를 비교할 때는 문제가 발생한다.
이유는 원자핵에서 무한히 떨어진 거리에서도 전자가 발견될 수 있기 때문이다
경계면 그림은 크기를 비교할 때 어떤 임의의 한계를 두어야 하는데, 일반적으로 전자가 발견될 확률 밀도가 90%가 되는 확률 밀도 면으로 경계면을 나타낼 수 있다.
[오비탈의 종류]
오비탈의 종류는 전자가 발견될 확률 밀도가 높은 공간의 모양과 관계가 있다.
s, p, d, f 등의 기호를 사용하여 나타내고 있다
또한 주양자수 n(보어 모형의 전자껍질)과 모양 표시 s, p, d, … 등을 함께 써서
1s, 2s, 2p, … 로 나타낸다.
그리고 각 전자껍질에 따라 존재할 수 있는 종류는 제한되어 있다.
(좁으면 사람들(전자)이 많이 못 들어가는 것으로 이해하는 것도 좋다)
n = 1인 K 껍질에 존재하는 1s는 모양이 구형이다.
1s에서는 전자가 발견될 확률 밀도가 방향에 관계없이 원자핵으로부터 멀어질수록 작아진다.
즉, s 오비탈은 전자가 발견될 확률이 방향과 관계없이 거리가 같은 면 모두 같다.
n = 2인 L 껍질에는 2s와 2p 만이 존재한다.
여기서. 2s는 1s와 같은 구형이지만 좀 더 큰 공간을 차지한다.
2p는 그림과 같이 아령 모양이며,
p 오비탈은 s 오비탈과 달리 방향성이 있으며
방향에 따라 px, py, pz의 3개로 나누어진다.
즉 - px는 x축 방향으로 전자 발견 확률 밀도가 크다.