원소와 원자

원자 구성 입자 -양성자 .양성자 수가 원소의 종류를 결정한다 . .원자의 화학적 성질을 결정한다 . .양성자 수는 원자번호 (Z)와 같다 . .양전하(+1)를 갖는다 . .질량은 1.0amu (1.67x10-24g)이다. 원자 구성 입자 -전자 .중성 원자에서 양성자 수와 같다 . .음전하(-1) 를 갖는다 . .양성자 수보다 많거나 적으면 이온이 된다 . .질량은 0.00054amu (0.0009x10-24g) 이다. .원자의 대부분의 공간을 차지한다 . 원자 구성 입자 -중성자 .같은 원자라도 중성자 수가 다를 수 있다 . .양성자+중성자 수를 질량수 (mass number) 라고 한다 . .전하가 없다 . .질량은 1.0amu 이다. 원소기호 .원자번호 (Z) : 양성자 수 (p+) *원소의 종류 결정 *중성원자에서 전자의 수 (e-) .질량수 (A) : 양성자 수 (p+) + 중성자 수 (n0) *한 원소에 대해 다양한 질량수 .이온 : 양성자 수 . 전자 수 *전자의 이동으로 형성 동위원소 (isotope) 양성자 중성자 전자 12C 6 66 13C 6 76 . 양성자의 수는 같으나 중성자의 수가 다른 두 원소 . 화학적 성질은 같으나 질량이 다르다 . . 원자번호가 같기 때문에 동일한 원소이다 . 원자량 (atomic weight) .주기율표의 원자량은 동위원소들의 가중평균치이다. 예) 12C 원자질량 12.0000 -98.89% 13C 원자질량 12.9991 -1.11% C의 원자질량 =(12.0000X0.9889)+(12.9991X0.0111) =12.011 원자 주기성의 발견 보어의 원자 모델 높은위치에너지낮은위치에너지 Quantized ( 양자화) 궤도함수와 양자 수 궤도함수 (파동함수) . = f (n, l, m ) 세 개의 양자 수가 함수를 결정 ; 주 양자 수 , 부 양자 수 , 자기 양자 수 궤도 (오비탈)를 결정 주 양자 수 (n ) .양의 정수 값을 갖는다 ; n =1, 2, 3, 4, … .n 값이 커질수록 전자의 에너지가 커진다 . .n 값이 커질수록 오비탈이 많아진다 . .같은 n 값을 가진 오비탈들은 같은 껍질 (shell) 에 있다고 한다 . 부 양자 수 (l ) .0부터 n-1 의 값을 갖는다 (l = 0. n -1). .n =2이면 l 은 0과 1의 값을 가질 수 있다 . .부양자수는 오비탈의 모양을 결정한다 . .l 값이 클수록 전자의 에너지가 커진다 . 자기 양자 수 (m ) . l 부터 -l 까지 의 값을 갖는다 (m = -l . +l ). . m 값은 전자의 에너지에 영향을 주지 않는다 . . m 값은 오비탈의 공간적 위치 (배향)를 결정한다. 스핀 양자 수 (s ) . s 값은 전자의 스핀방향을 결정한다 . . s 값은 +1/2이나 .1/2의 값을 갖는다 . . s 값은 전자의 에너지에 영향을 주지 않는다 . . s 값은 오비탈과는 관계가 없다 . 오비탈의 이름 오비탈의 에너지 n 과 l 값이 결정 l 값이0 이면s l 값이1 이면p l 값이2 이면d l 값이3 이면f n= 1, l = 0 . 1s n= 2, l = 0 . 2s n= 2, l = 1 . 2p n= 3, l = 0 . 3s n= 3, l = 1 . 3p n= 3, l = 2 . 3d 오비탈의 모양 오비탈의 모양 Pauli의 배타원리 궤도함수를 결정하는 세 개의 양자수 + 스핀 양자수 네 양자수로 구성된 양자수 세트 ( n, l, m, s ) 각전자는하나의고유한세트를갖는다. 전자배치 n l m s 전자의 개수 1 0 0 +1/2, -1/2 2 (1s) 2 0 1 0 -1,0,+1 +1/2, -1/2 +1/2, -1/2 2 (2s) 6 (2p) 3 0 1 2 0 -1,0,+1 -2,-1,0,+1,+2 +1/2, -1/2 +1/2, -1/2 +1/2, -1/2 2 (3s) 6 (3p) 10 (3d) 주 양자수와 가능한 전자 수 전자의 에너지 .전자의 에너지는 n + l 의 값이 클수록 크다 . . n 과 l 값이 모두 같으면 전자의 에너지는 같다 . . n + l 이 같을 경우 다음의 규칙을 따른다 . 껍질 1 1s 껍질 2 2s 껍질 3 3s 2p 3p 3d 4p 4d 4f 5p 5d 5f 껍질 4 4s 껍질 5 5s 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 전자배치 1. Aufbau 의 원리 . 에너지가 낮은 궤도함수부터 2. Pauli 의 배타원리 한 궤도함수에는 스핀이 반대인 두 전자 3. Hund 의 규칙 에너지가 같은 궤도함수가 있을 때는 먼저 하나씩 채운다 . 전자배치 연습 탄소 (전자 6개) 2p 2s 1s 산소 (전자 8개) 2p 2s 1s 1s 2 2s 2 2p 2 1s 2 2s 2 2p 4 전자배치의 간단한 표기법 F : 1s22s22p5 . [He] 2s22p5 He : 1s2 Cl :1s22s22p63s23p5 . [Ne] 3s23p5 Ne : 1s22s22p6 23d10 4p5 23d10 4p5 Br : 1s22s22p63s23p64s. [Ar] 4sAr : 1s22s22p63s23p6 23d10 4p24d10 5p5 I : 1s22s22p63s23p64s65s22s22p63s23p64s23d10 4p6 Kr : 1s24d10 5p5 . [Kr] 5s 전자배치와 주기율표 F : 1s22s22p5 Cl : 1s22s22p63s23p5 23d10 4p5 Br : 1s22s22p63s23p64s22s22p63s23p64s23d10 4p65s24d10 5p5 I : 1s 화학적성질의주기성전자배치의주기성 전자배치와 주기율표 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d S ; 2 p ; 6 d ; 10 f ; 14 원소의 분류 몰(mole)의 개념 . 화학의 묶음 단위 . 1몰은 6.02x1023개를 포함하는 양 . 1몰의 질량은 원자량과 같다 .