3주기 원자에서의 옥텟규칙 예외와 4s와 3d 전자 채움 순서 (atom, periodic table, octet rule, exception, 4s orbital, 3d orbital)

질문 요약

3주기 원자에서의 옥텟규칙 예외에서는 4s 오비탈이 먼저 채워지고, 이후에 3d 오비탈에 전자가 쌓이는 것인지요?

답변 요약

칼슙의 전자 채워넣는 순서는 4S가 먼저 채워지고, 그 다음으로 1S2, 2S2, 2P6, 3S2, 3P6, 4S2 순서로 채워집니다.

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3주기 원자에서의 옥텟규칙 예외와 4s와 3d 전자 채움 순서

화학에서는 원자의 구조와 특성을 이해하고 설명하기 위해 다양한 규칙과 이론들이 사용됩니다. 그 중 '옥텟 규칙'은 원자의 안정성에 대해 설명하는 중요한 규칙 중 하나입니다. '옥텟'이란 8개를 의미하며, 이 규칙은 원자가 안정해질 때 전자를 갖는 수를 8개로 유지한다는 것을 의미합니다.

그러나 모든 원자가 이 규칙을 따르는 것은 아닙니다. 특히 3주기 이상의 원자들은 '옥텟 규칙'의 예외를 보이기도 합니다. 이는 3d 오비탈과 같은 더 높은 에너지 레벨의 오비탈이 존재하기 때문입니다.

이와 관련하여 이 글에서는 3주기 원자에서의 옥텟규칙 예외와 4s와 3d 전자 채움 순서에 대해 알아보겠습니다.

옥텟규칙 예외

3주기 이상의 원자들은 4s 오비탈과 3d 오비탈을 모두 포함하고 있습니다. 이들 오비탈은 각각 2개와 10개의 전자를 가질 수 있으며, 이 때문에 이런 원자들은 옥텟규칙의 예외를 보이게 됩니다.

예를 들어, 칼슘 원자는 전자배치에 따라 4s2 3d0, 4s1 3d1, 4s0 3d2 등 다양한 형태로 전자를 배치할 수 있습니다. 이런 경우, 칼슘 원자는 8개 이상의 전자를 가질 수 있어 옥텟 규칙의 예외를 보입니다.

4s와 3d 전자 채움 순서

옥텟규칙 예외를 보이는 3주기 이상의 원자들에서는 4s 오비탈이 먼저 채워지고, 그 다음에 3d 오비탈이 채워집니다. 이는 에너지 레벨에 따른 전자 채움 규칙에 따른 것입니다.

에너지 레벨이 낮은 오비탈부터 전자가 채워지는데, 4s 오비탈의 에너지 레벨이 3d 오비탈보다 낮습니다. 따라서 4s 오비탈에 먼저 전자가 채워지고, 그 다음에 3d 오비탈에 전자가 채워집니다.

예를 들어, 칼슘의 전자 채워넣는 순서는 4S가 먼저 채워지고, 그 다음으로 1S2, 2S2, 2P6, 3S2, 3P6, 4S2 순서로 채워집니다.

결론

3주기 이상의 원자들에서는 옥텟 규칙 예외와 4s와 3d 전자 채움 순서 등, 원자의 구조와 특성을 이해하는데 중요한 개념들이 있습니다. 이러한 개념들을 이해하면 원자의 구조와 특성, 그리고 원자가 화합물을 형성하는 방식에 대해 더 깊게 이해할 수 있습니다.

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