다양한 양자수

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다양한 양자수 아이콘과 n=2, l=1, m_l=0 표기

오비탈의 에너지와 크기, 모양과 공간적 방향 및 전자의 회전 방향을 결정하는 다양한 양자수와 양자수에 따른 오비탈의 종류와 수를 설명합니다.

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s 오비탈과 p 오비탈 모양을 함께 보여 주는 다양한 오비탈 아이콘 리튬의 1s·2s 전자 배치를 나타내는 아이콘

다양한 양자수

현대의 원자 모형에서는 오비탈의 에너지, 크기, 모양 등을 나타내기 위해
주 양자수(n)(n), 방위(부) 양자수(l)(l), 자기 양자수(ml)(m_{l}), 스핀 자기 양자수(ms)(m_{s})를 활용한다.

주 양자수

오비탈의 에너지와 크기를 결정하는 양자수이다.

n=1,2,3,4,⋯n = 1, 2, 3, 4, \cdots와 같이 양의 정숫값을 갖는다.
수소 원자에서 주 양자수가 커질수록 오비탈의 크기와 에너지 준위는 커진다.

방위(부) 양자수

오비탈의 모양을 결정하는 양자수이다.

주 양자수가 nn일 때 0≤l≤n−10 \leq l \leq n - 1의 정숫값을 갖는다.
예를 들어, 주 양자수가 22일 때 방위(부) 양자수는 00, 11이다.
ss, pp, dd, ff 오비탈의 방위(부) 양자수는 각각 00, 11, 22, 33이다.

자기 양자수

오비탈의 공간적 방향을 결정하는 양자수이다.

방위(부) 양자수가 ll일 때 −l≤ml≤l-l \leq m_{l} \leq l의 정숫값을 갖는다.
예를 들어, 방위(부) 양자수가 11일 때 자기 양자수는 −1-1, 00, 11이다.

스핀 자기 양자수

전자의 회전 방향을 결정하는 양자수이다.
+12+\dfrac{1}{2}, −12-\dfrac{1}{2}의 22가지만 가능하고 각각 ↑\uparrow, ↓\downarrow와 같이 화살표로 나타낸다.

양자수에 따른 오비탈의 종류와 수

주 양자수$(n)$ $1$ $2$ $3$
방위(부)
양자수$(l)$
$0$ $0$ $1$ $0$ $1$ $2$
자기 양자수
$(m_{l})$
$0$ $0$ $-1$, $0$, $1$ $0$ $-1$, $0$, $1$ $-2$, $-1$, $0$, $1$, $2$
오비탈의
종류
$1s$ $2s$ $2p$ $3s$ $3p$ $3d$
오비탈 수 $1$ $1$ $3$ $1$ $3$ $5$

적용 문항

1번 문항


3d⁵와 4s¹ 오비탈의 양자수 비교 문항

2번 문항


s 오비탈과 p 오비탈의 양자수에 관한 객관식 문항