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#위험물 #지정수량 #산화성 #인화성 #자연발화성 #자기반응성

보어의 원자 모형부터 "양자수"라는 개념이

가볍게 등장하게 되는데 이 부분을 이해하는데 있어

수험생들이 많이들 어려움을 겪게 되지요.

​

이번 포스팅에서는 보어의 원자 모형과 양자수라는

개념을 연관지어 정리해보는 시간을 갖겠습니다.

[목차]

​

1. 러더퍼드 원자 모형의 한계점.

2. 양자화란?

3. 보어의 원자 모형과 주 양자수.

4. 주 양자수(n)는 어떻게 정해질까?

러더퍼드 모형 보어의 원자 모형

러더퍼드가 제안한 원자 모형과 보어의 모형에서

가장 두드러진 차이점은 전자의 궤도입니다.

​

과거 러더퍼드 모형에서 전자는 특정한 궤도가 없이

무작위로 돌고 있는 형태를 보이고 있습니다.

​

전자가 원자핵 주위를 무작위로 돌고 있다는 것은

시간이 지날수록 전자가 에너지를 잃게되며

원자핵에 점점 가까워져 소실된다는 것이지요.

(핵(+)과 전자(-)의 인력 작용)

​

거리가 점점 가까워진다는 것은

연속적으로 가까워진다는 것이므로,

연속된 에너지(E)가 방출 됨.

​

하지만, 실제 수소 원자의 스펙트럼을 보면

연속적이지 않은 "불연속 선 스펙트럼"의

형태를 보이게 됩니다.

수소 원자의 선 스펙트럼

원자는 연속적인게 아닌, 특정한 에너지 값만

갖고 있는 다는 것이므로, 러더퍼드의 원자 모형은

한계를 보이게 되지요.

​

보어는 이러한 불 연속적인 특정한 에너지 값만 갖는

원자를 설명하기 위한 원자 모형을 제시하게 됩니다.

원자의 불연속적인 선 스펙트럼을 설명하기 위해서

과학자들은 양자화라는 개념을 도입했습니다.

​

양자화라는 것은 간단히 말해서

원자가 갖는 에너지(E)는 연속적이지 않으므로,

모든 에너지는 "정수배"의 수식으로 나타내어

에너지값을 해석해 보겠다는 뜻입니다.

​

이러한 "정수배"의 관계로 E 값을 구하기 위해

나타내는 필요한 수식들을 "양자수"라고 합니다.

(ex.) 주 양자수(n)=1, 2, 3, 4...)

​

E 값을 모두 정수배로 해석하기 때문에

이러한 양자수들은 정수값을 갖게 됩니다.

​

[정리]

​

원자의 에너지는 연속적이지 않음.

↓

불연속적인 에너지 값을 갖음.

↓

에너지(E)를 정수배(양자화)로 해석.

↓

양자수(정수값)와 관련된 수식을 이용해 E 값을 구함.

보어는 러더퍼드 모형의 한계점과

불연속 선 스펙트럼을 설명하기 위한

새로운 원자 모형을 제안합니다.

※보어의 모형은 "수소 원자"를 기반으로 설명함※

​

보어의 원자모형

보어는 전자가 에너지(E)를 잃지 않는

특정 궤도만을 돌고 있고,

각 궤도는 원자핵에 가까운 순서부터

K, L, M, N... 껍질이라 정의합니다.

​

각 껍질(궤도)에 존재하는 전자의 에너지(E)는

껍질마다 해당하는 "주 양자수(n) 값"에 의해

결정이 되는 것이지요.

(ex. K껍질 : n=1, L껍질 : n=2...)

​

여기서, 주 양자수는 1, 2, 3, 4의 정수값을 갖고

실제로 각 궤도의 전자가 갖는 에너지는

주 양자수와 관련된 에너지 값을 갖는다는 것을

알게 됩니다.

​

[각 껍질에서 수소전자의 에너지 준위]​

K껍질(n=1) : E1 = - 1312 / 12 kJ / mol

L껍질(n=2) : E2 = -1312 / 22 kJ / mol

M껍질(n=3) : E3 = -1312 / 32 kJ / mol

…

​

그렇다면, 도대체 에너지 준위를 구해주는

주 양자수(n)란 어떻게 나온 것일까..?​

사실, 양자수는 이해하기에 꽤나 난해한 이론입니다.

​

대략적인 틀만 이해해보면 다음과 같습니다.

과학자들은 "이중슬릿 실험"을 통해

전자는 입자와 파동의 성질을 모두 갖는다는 것을

발견했습니다.

출처 : 나무위키

​

각 궤도의 불연속적인 에너지(E) 값을 나타내는

주 양자수(n)는 이러한 전자의 파동의 성질에

기반하여 나온 정수입니다.

​

드브로이라는 학자는 전자가 입자와 파동의 성질을

갖는다고 가정하고, 입자라고만 생각했던 전자가 파동의

특성을 보일수 있음을 수학적으로 유도해냅니다.

이것을 드브로이의 "물질파"라고 부르게 되지요.

​

이 "물질파"를 바탕으로 보어의 원자 모형에서

에너지를 잃지 않는 특정 궤도를 간단히 설명하면

다음과 같습니다.

전자의 각 궤도와 파동의 관계

그림과 같이 각 궤도에서 파장이 정확히 정수배로

끊기는 부분에 전자가 존재해야 에너지를 잃지 않고

궤도를 유지할 수 있다는 것이지요.

​

그림과 같이 각 껍질에서 궤도의 길이가

파장의 길이의 1배 일 때, n=1

파장의 길이가 2배 일 때, n=2

파장의 길이가 3배 일 때, n=3

의 관계 정도로 해석하면 좋을 듯 합니다.

(이해를 돕기위한 간략한 설명일 뿐입니다.)

다른 궤도에 전자가 존재할 경우.

위와 같은 궤도 외에 전자가 존재하게 된다면

파장의 길이가 궤도와 정수배에 해당하지 않으므로,

파장의 시작점과 궤도의 시작점이 일치하지 않게되어

​

다음 파동에서 상쇄가 일어나기 때문에 전자는

에너지를 잃고 존재하지 않게 됩니다.

​​

따라서,

각 궤도의 전자가 갖는 에너지 준위를

주 양자수(n)를 이용해 에너지(E)값을 구할 수 있고,

​

이러한 에너지(E)를 불연속 값(정수배, 주 양자수)

으로 설명할 수있게 되는 것이지요.

​

#양자수 #에너지궤도 #보어 #원자모형

​

#리튬전지 #화재 #진압방법 #소방 #소화기

【화합물의 명명법】

​

1. 일반적인 화합물

  ① 이온 결합을 하는 화합물은 음이온의 원소의 이름 끝에 '~화'를 붙인 다음 양이온의 원소의 이름을 붙인다.

  ② 공유결합을 하는 화합물은 전기음성도가 큰 원소의 이름의 끝에 '~화'를 붙인 다음 전기음성도가 작은 원소의 이름을

        붙인다.

  ③ 음이온이나 전기음성도가 큰 원소의 이름이 '~소'로 끝나는 경우에는 '~소'를 생략한다.

  ④ 음이온이나 전기음성도가 큰 원소의 이름이 수소인 경우에는 '~소'를 생략하지 않는다.

  ⑤ 아래표는 여러가지 화합물의 이름을 나타낸 것이다.

2. 배수비례의 법칙이 성립하는 화합물 - 1

  ① 이온결합을 하는 화합물 중 배수비례의 법칙이 성립하는 화합물은 일반적인 화합물과 같이 표시한 뒤 양이온의 전하량

       을 로마숫자로 표시하여 붙인다.

  ② 아래표는 여러가지 산화망가니즈의 이름을 나타낸 것이다.

  ③ 아래 표는 여러가지 산화철의 이름을 나타낸 것이다.

  ④ 아래 표는 여러가지 산화구리의 이름을 나타낸 것이다.

3. 비수비례의 법칙이 성립하는 화합물 - 2

  ① 공유결합을 하는 화합물 중 배수비례의 법칙이 성립하는 일반적인 화합물과 같이 표시한 뒤 원자의 수를 넣는다.

  ② 혼동의 우려가 없는 경우에는 원자의 수를 생략할 수 있다.

  ③ 아래의 표는 여러가지 산화질소의 이름을 나타낸 것이다.

  ④ 아래 표는 여러가지 산화탄소의 이름을 나타낸 것이다.

4. 산소산

  ① 산소를 포함하는 산을 산소산이라고 한다.

  ② 산소산의 이름은 수소와 산소를 제외한 원소의 이름의 끝에 '~산'을 붙인다.

  ③ 수소와 산소를 제외한 원소의 이름이 '~소'로 끝나는 경우에는 '~소'를 생략한다.

  ④ 수소화 산소를 제외한 원소의 이름이 염소인 경우에는 '~소'를 생략하지 않는다.

  ⑤ 아래의 표는 여러가지 산소산의 이름을 나타낸 것이다.

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#화학명 #화합물 #명명법 #이온결합 #공유결합 #산소산 #배수비례법칙