해당 지식
에너지 준위가 낮은 오비탈부터 전자가 채워지는 순서와 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙 및 바닥 상태와 들뜬 상태를 설명합니다.
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전자 배치

¶ 지식 정보

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에너지 준위가 낮은 오비탈부터 전자가 채워지는 순서와 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙 및 바닥 상태와 들뜬 상태를 설명합니다.
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¶ 전자가 1개인 원자의 에너지 준위

전자가 $1$ 개인 원자의 에너지 준위는 오비탈의 종류에 관계없이 주 양자수에 의해서만 결정된다.

에너지 준위 비교: $1s < 2s = 2p < 3s = 3p = 3d\cdots$

¶ 다전자 원자의 에너지 준위

전자가 $2$ 개 이상인 다전자 원자는 주 양자수가 같더라도 오비탈의 종류에 따라 에너지 준위가 달라진다.

에너지 준위 비교: $1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d\cdots$

$3 p < 4 s < 3 d$ 임에 주의한다.

¶ 현대 원자 모형에서의 전자 배치

쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙을 따른다.

¶ 쌓음 원리

전자는 에너지 준위가 낮은 오비탈부터 순서대로 채워진다.

전자가 $2$ 개 이상인 다전자 원자의 에너지 준위는
$1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d\cdots$ 이므로
$1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p$ 순으로 전자가 채워지다가 $3 p$ 에 전자가 모두 채워지면, $4 s$ 에 전자가 채워지기 시작한다.

¶ 쌓음 원리 예시

칼슘 $(\mathrm{Ca})$ 의 전자 배치를 구해보자.

칼슘 $(\mathrm{Ca})$ 은 원자 번호가 $20$ 이고, 중성 원자이므로 $20$ 개의 전자를 갖는다.

전자가 $2$ 개 이상인 다전자 원자의 에너지 준위는
$1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d\cdots$ 이므로
$1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p \rightarrow 4s$ 순으로 전자가 채워진다.

이때 $s$ 오비탈에는 전자가 최대 $2$ 개, $p$ 오비탈에는 전자가 최대 $6$ 개까지 채워지므로, 전자 배치는
$1s(2\text{개})$ $\rightarrow$ $2s(2\text{개})$ $\rightarrow$ $2p(6\text{개})$ $\rightarrow$ $3s(2\text{개})$ $\rightarrow$ $3p(6\text{개})$ $\rightarrow$ $4s(2\text{개})$ 와 같다.

¶ 파울리 배타 원리

$1$ 개의 오비탈에는 전자가 최대 $2$ 개까지 채워지며, 이 두 전자는 서로 다른 스핀 자기 양자수를 갖는다.

$1$ 개의 오비탈에는 전자가 최대 $2$ 개까지 채워지므로 $3$ 개 이상은 들어갈 수 없으며,
$1$ 개의 오비탈 내의 두 전자는 서로 다른 스핀 자기 양자수를 가지므로, 화살표의 방향은 서로 반대이다.

¶ 파울리 배타 원리 예시

칼륨 $(\mathrm{K})$ 의 전자 배치를 그려보자.

칼륨 $(\mathrm{K})$ 은 원자 번호가 $19$ 이고, 중성 원자이므로 $19$ 개의 전자를 갖는다.

이때 $s$ 오비탈에는 전자가 최대 $2$ 개, $p$ 오비탈에는 전자가 최대 $6$ 개까지 채워지고, $3 p$ 까지 채운 뒤 남은 전자가 $1$ 개이므로, 전자 배치는
$1s(2\text{개})$ $\rightarrow$ $2s(2\text{개})$ $\rightarrow$ $2p(6\text{개})$ $\rightarrow$ $3s(2\text{개})$ $\rightarrow$ $3p(6\text{개})$ $\rightarrow$ $4s(1\text{개})$ 와 같다.