양자수 화학에서 전자의 궤도와 원자 내 움직임을 설명하는 숫자 집합입니다. 주어진 원자에 있는 모든 전자의 양자수를 더하면 다음을 만족해야 합니다. 슈뢰딩거 방정식 .

양자수는 원자 내 전자의 위치와 에너지를 설명하는 데 사용되는 숫자 집합입니다. 양자수에는 주형, 방위각, 자기형, 스핀형의 네 가지 유형이 있습니다. 양자수는 양자 시스템의 보존량 값을 나타냅니다.

이 기사에서 모든 양자수에 대해 자세히 알아 보겠습니다.

내용의 테이블

• 양자수란 무엇입니까?
• 양자수의 종류
• 양자수의 중요성
• 원자 궤도
• 전자의 위치와 경로에 관한 기타 법칙

양자수란 무엇입니까?

양자수는 양자 접근법에서 상수 값의 집합입니다. 양자수 또는 전자양자수 수소 원자에 대한 슈뢰딩거 파동 방정식의 해를 제공하는 수치 값으로 전자를 설명합니다. 이 숫자는 일련의 숫자를 통해 원자 내 전자의 위치, 에너지 및 방향을 정의할 수 있습니다.

이중 연결리스트

에 따르면 파울리 배제 원칙 , 원자에 있는 두 개의 전자는 동일한 양자수 세트를 가질 수 없습니다. 반정수 또는 정수 값은 각 양자수를 특성화하는 데 사용됩니다. 주양자수, 방위각양자수, 자기양자수는 각각 원자의 크기, 모양, 방향과 관련이 있습니다.

4개의 양자수는 원자 내 주어진 전자의 모든 특성을 완전히 설명하는 데 사용될 수 있습니다. 이것들은:

1. 주양자수
2. 궤도 각운동량 양자수(또는 방위각 양자수).
3. 자기양자수
4. 전자 스핀 양자수

양자수의 종류

4개의 양자수는 원자 내 전자의 모든 특성을 완전히 설명하는 데 사용됩니다. 이러한 양자수는 다음과 같습니다.

• 주양자수(n)
• 방위각 양자수(l)
• 자기양자수(m_엘)
• 전자 스핀 양자수(들)

주양자수(n)

기호 'n'은 주요 양자수를 나타냅니다. 이는 원자의 1차 전자 껍질을 나타냅니다. 이는 핵과 전자 사이의 가장 가능성 있는 거리를 설명하기 때문에 주양자수의 값이 클수록 전자와 핵 사이의 거리가 더 멀다는 것을 의미합니다(이는 원자 크기가 더 크다는 것을 의미합니다).

• 주양자수의 값은 1 이상의 양수 값을 갖는 정수일 수 있습니다. n=1 값은 전자의 가장 낮은 에너지 상태(또는 바닥 상태)에 해당하는 원자의 가장 안쪽 전자 껍질을 나타냅니다.
• 결과적으로, 주 양자수 n은 음의 값을 가지거나 0과 같을 수 없습니다. 왜냐하면 원자는 주 껍질에 대해 음의 값을 가질 수 없거나 값을 가질 수 없기 때문입니다.
• 전자에 에너지가 주입되면(들뜬 상태), 전자는 하나의 주 껍질에서 더 높은 껍질로 점프하여 n 값이 증가합니다.
• 마찬가지로 전자가 에너지를 잃으면 낮은 껍질로 돌아가 n 값이 낮아집니다. 흡수는 전자에 대한 n 값의 증가를 말하며, 전자에 의해 흡수되는 광자 또는 에너지를 강조합니다.
• 마찬가지로, 전자에 대한 n 값의 감소를 방출이라고 하며, 이때 전자가 에너지를 방출합니다.

방위각 양자수(l) - 궤도 각운동량 양자수

방위각 양자수(또는 궤도 각운동량)는 궤도의 모양을 나타냅니다. 문자 'l'로 표시되며 그 값은 궤도에 있는 각 노드의 총 개수와 같습니다.

• 방위각 양자수의 값은 모양이 다양한 s, p, d 또는 f 하위 껍질을 나타낼 수 있습니다.
• 이 값은 주 양자수 값에 의해 결정됩니다(그리고 이에 의해 제한됩니다). 즉, 방위각 양자수의 범위는 0에서 (n-1) 사이입니다.
• 예를 들어 n = 3인 경우 방위각 양자수는 0, 1, 2의 세 가지 값을 가질 수 있습니다.
• l을 0으로 설정하면 결과 서브쉘은 's' 서브쉘이 됩니다.
• l=1 및 l=2일 때 결과 서브쉘은 각각 'p' 및 'd' 서브쉘입니다.
• 결과적으로 n=3일 때 존재할 수 있는 부껍질은 3개, 3s, 3p, 3d이다. n = 5인 또 다른 경우에 l의 가능한 값은 0, 1, 2, 3, 4입니다. l = 3인 경우 원자는 세 개의 각도 노드를 포함합니다.

자기양자수(m_엘)

자기 양자 수는 하위 껍질의 총 궤도 수와 방향을 결정합니다. 'm' 기호로 표시됩니다._엘.' 이 숫자는 주어진 축을 따른 궤도의 각운동량의 투영을 나타냅니다.

• 자기양자수는 방위각(또는 궤도각운동량) 양자수에 의해 결정됩니다.
• 주어진 l 값에 대해 m 값_엘-l에서 +l 사이에 속합니다. 결과적으로 n 값에 간접적으로 종속됩니다.
• 예를 들어, 원자 내에서 n = 4이고 l = 3이라면 자기양자수는 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3이 될 수 있습니다. 주어진 하위 껍질에 있는 총 궤도 수는 궤도의 'l' 값에 의해 결정됩니다.
• 공식 (2l + 1)을 사용하여 계산됩니다. 예를 들어 '3d' 하위 껍질(n=3, l=2)에는 5개의 궤도(2*2 + 1)가 있습니다. 각 오비탈은 두 개의 전자를 수용할 수 있습니다. 결과적으로 3d 부껍질은 총 10개의 전자를 수용할 수 있습니다.

전자 스핀 양자수(들)

전자 스핀 양자수는 n, l, m과 무관합니다._엘가치. 기호 m으로 표시되는 이 숫자의 값_에스는 전자가 회전하는 방향을 나타냅니다.

• 그들을_에스값은 전자가 회전하는 방향을 나타냅니다. 전자 스핀 양자수는 +1/2에서 -1/2 사이의 값을 가질 수 있습니다.
• m의 양수 값_에스스핀 업이라고도 알려진 전자의 상향 스핀을 나타냅니다.
• m이라면_에스음수인 경우 문제의 전자는 하향 스핀 또는 스핀 다운을 갖는다고 합니다.
• 전자 스핀 양자수 값은 해당 원자가 자기장을 생성할 수 있는지 여부를 결정합니다. m의 가치_에스±½로 일반화할 수 있습니다.

양자수의 중요성

양자수는 원자의 전자 구성과 전자가 위치할 가능성이 가장 높은 위치를 추정하는 데 사용될 수 있기 때문에 중요합니다. 다른 특성 중에서도 원자 반경과 원자의 이온화 에너지도 양자수에 의해 결정됩니다.

각 양자수는 다음 표에 설명된 고유한 의미를 갖습니다.

원자 궤도

우리가 알고 있듯이 전자는 파동처럼 행동하며 원자 내부의 전자 위치는 원자의 특정 에너지 준위에서 슈뢰딩거 파동 방정식을 풀어 양자 역학의 파동 이론을 사용하여 쉽게 정의할 수 있습니다.

원자 내부의 전자 위치를 정의하는 이러한 파동 함수를 원자 궤도라고 합니다. 이 오비탈은 전자를 발견할 확률이 가장 높은 곳입니다. 원자 내부에는 네 가지 유형의 궤도가 있습니다

• s – 궤도
• p – 궤도
• d – 궤도
• f – 궤도

원자 궤도는 전자를 찾을 확률이 가장 높은 원자 내부의 물리적 공간으로도 정의됩니다.

더 읽어보기:

• 요소의 전자 구성
• 원자의 궤도 채우기
• 원자 궤도의 모양

전자의 위치와 경로에 관한 기타 법칙

화학의 세 가지 다른 규칙과 원리는 원자 내 전자의 위치, 경로, 궤도 및 에너지 수준을 이해하는 데 도움이 되며, 이에 대해서는 후속 하위 섹션에서 논의됩니다.

구조원리

Aufbau 규칙이라고도 불리는 Aufbau 원리는 전자가 고에너지 원자 궤도에 앞서 저에너지 원자 궤도로 먼저 들어간다는 것을 의미합니다. Aufbau는 독일어로 건축이라는 뜻이다.

구조 원리의 NCERT 정의

원자의 바닥 상태에서는 에너지가 증가하는 순서대로 궤도가 채워집니다.

그만큼 건설 원리 전자가 원자나 이온에서 어떻게 배열되는지 알아내는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 1s 서브쉘은 2s 서브쉘보다 먼저 채워집니다.

전자가 오비탈을 채우는 순서는 다음과 같습니다: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p 및 등등. 이 채우기 패턴은 모든 원자에 적용됩니다.

을 위한 예 , Aufbau 원리를 사용하여, 황의 전자 구성 다음과 같이 쓰여진다 [에스] = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Hund의 최대 다중성의 법칙

Hund의 규칙에 따르면 하위 수준의 각 궤도는 두 번째 전자를 얻기 전에 하나의 전자를 얻습니다. 그리고 이 단일 점유 궤도의 모든 전자는 동일한 스핀을 갖습니다.

Hund의 규칙에 대한 NCERT 정의

동일한 하위 껍질(p, d 또는 f)에 속하는 궤도에서 전자 쌍은 해당 하위 껍질에 속하는 각 궤도가 각각 하나의 전자를 가질 때까지, 즉 단독으로 점유될 때까지 발생하지 않습니다.

최대 다중성 규칙이라고도 불리는 Hund의 규칙은 원자가 여러 개의 짝을 이루지 않은 전자를 갖게 할 수 있습니다. 이러한 짝을 이루지 않은 전자는 서로 다른 방향으로 회전하여 다양한 방향으로 자기 모멘트를 생성할 수 있습니다.

Hund의 규칙은 짝을 이루지 않은 전자를 가진 특정 분자에 적용됩니다.

Pauli 배제 원칙

Pauli 배제 원리는 반정수 스핀을 갖는 두 개의 동일한 입자가 시스템 내에서 동일한 양자 상태에 있을 수 없다고 말합니다.

Pauli 배제 원칙의 NCERT 정의

원자에 있는 두 개의 전자는 동일한 4개의 양자수 집합을 가질 수 없습니다.

또는

산성 특성 데이터베이스

동일한 궤도에는 두 개의 전자만 존재할 수 있으며 이러한 전자는 반대 스핀을 가져야 합니다.

화학에서는 파울리 배제 원칙 동일한 원자 내에서 두 개의 전자가 네 개의 양자수를 모두 가질 수는 없다는 것을 알려줍니다. 이는 최대 두 개의 전자가 동일한 궤도를 차지할 수 있으며 반대 스핀을 가져야 함을 의미합니다.

목록 자바

Pauli 배제 원리는 껍질이나 하위 껍질에 있을 수 있는 전자 수에 대한 제한을 설정합니다.

양자수에 대한 해결된 질문

질문 1: 루비듐의 마지막 전자의 양자수 4개를 모두 찾으세요.

해결책:

루비듐의 원자 번호는 Z = 37입니다.

루비듐의 전자 구성,

1초²2초²2p⁶3초²3p⁶3d¹⁰4초²4p⁶5초¹

원자가 마지막 껍질 전자는 5s입니다.¹

그러므로,

주양자수, n = 5,

방위각 양자수, l = 0,

자기 양자 수, m_엘= 0,

스핀 양자수, s = +1/2

질문 2: l = 2일 때 가능한 자기양자수 값을 서술하세요.

해결책:

이를 감안할 때, 방위각 양자 수, l = 2

우리는 그것을 알고 있습니다.

중_엘= – l ~ + l

그러므로,

중_엘= -2 ~ +2

즉.

중₂= -2, -1, 0, +1, +2

질문 3: 나트륨의 마지막 전자의 양자수 4개를 모두 찾으세요.

해결책:

나트륨의 원자 번호는 Z = 11입니다.

루비듐의 전자 구성,

1초²2초²2p⁶3초¹

원자가 껍질의 마지막 전자는 3s입니다.¹

그러므로,

주양자수, n = 3,

방위각 양자수, l = 0,

자기 양자 수, m_엘= 0,

자바 해시맵

스핀 양자수, s = +1/2

질문 4: l = 3일 때 가능한 자기양자수 값을 서술하세요.

해결책:

이를 감안할 때, 방위각 양자 수, l = 3

우리는 그것을 알고 있습니다.

l = 3인 경우,

중_엘= – 3 ~ + 3

즉.

m = -삼 , -2, -1, 0, +1, +2 +3

양자수 MCQ 연습 문제

양자수 연습에 대해 더 알아보려면 정량적 숫자에 대한 MCQ

양자수에 관한 FAQ

양자수를 정의합니다.

원자 내 전자 수의 위치와 에너지를 정의하는 데 사용되는 숫자 집합을 양자수라고 합니다.

양자수는 몇 개인가요?

네 가지 양자수는 다음과 같습니다.

• 주양자수(n)
• 방위각 양자수(l)
• 자기양자수(m_엘)
• 전자 스핀 양자수(들)

궤도의 모양을 지정하는 양자수는 무엇입니까?

각양자수라고도 불리는 방위각 양자수(l)는 궤도의 모양을 정의합니다.

궤도의 방향을 결정하는 양자수는 무엇입니까?

자기양자수(m_엘)는 3차원 공간에서 궤도의 방향을 나타내는 데 사용됩니다.

궤도를 지정하려면 몇 개의 양자수가 필요합니까?

원자의 궤도를 지정하려면 다음과 같은 세 가지 양자수가 필요합니다.

• 주양자수(n)
• 방위각 양자수(l)
• 자기양자수(m_엘)

전자의 에너지를 결정하는 양자수는 무엇입니까?

전자의 에너지는 전자의 주양자수(n)와 방위각양자수(l)를 이용하여 쉽게 구할 수 있다.

양자에너지란 무엇인가?

양자 입자(즉, 매우 작은 입자)의 에너지를 양자 에너지라고 합니다. 양자 에너지를 측정하는 방법 중 하나는 빛 에너지와 기타 전자기파의 에너지를 측정하는 가장 작은 단위인 광자(Photon)를 사용하는 것입니다.

전자의 스핀이란 무엇입니까?

전자 스핀은 전자의 양자 특성입니다. 각운동량이 있는 모양입니다. 교육 기법으로 강사는 전자 스핀을 24시간마다 자체 축을 중심으로 회전하는 행성과 비교합니다. 스핀업은 전자가 축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 때 발생합니다. 스핀다운은 전자가 시계 반대 방향으로 회전할 때 발생합니다.

건축 원리는 무엇입니까?

건설 원리 전자가 원자의 원자 궤도를 채우는 방법을 설명하는 화학 개념입니다. 이 원리에 따르면 전자는 더 높은 에너지로 이동하기 전에 사용 가능한 가장 낮은 에너지 궤도를 차지합니다.

Hund의 규칙 클래스 11은 무엇입니까?

클래스 11 화학에서 자주 논의되는 훈트의 법칙은 전자가 짝을 이루기 전에 동일한 에너지 수준(부껍질)의 궤도를 단독으로 점유한다는 것입니다. 또한, 단일 점유 궤도의 전자는 평행 스핀을 갖습니다.

SPDF의 Fullform이란 무엇입니까?

SPDF는 원자의 네 가지 하위 준위 또는 궤도(s, p, d 및 f)를 나타냅니다. 이 문자는 전자가 발견될 가능성이 있는 원자 궤도의 다양한 모양과 방향을 나타냅니다.

• S: 샤프
• Q: 메인
• D: 확산
• F: 기본

양자를 양자라고 부르는 이유는 무엇입니까?

양자라는 용어는 라틴어 의미에서 유래되었습니다. 얼마나 많이 또는 수량 . 물리학에서는 에너지, 운동량 등 특정 물리량이 양자론에 따라 양자화되어 있는 이산적이고 분할할 수 없는 단위를 말합니다. 이러한 개별 단위는 원자 및 아원자 수준에서 입자의 동작을 이해하는 데 기본입니다. 따라서 양자물리학 분야는 양자화(Quantization)라는 개념을 따서 명명되었습니다.