[유기화학] 1-2. 원자 구조: 궤도함수 (Atomic structure: Orbitals)

 

• 궤도함수/오비탈(orbital)
  • 원자 내 전자의 분포 상태, 또는 분포 상태를 기술하는 파동 함수의 해.
  • 원자 내 전자가 어떻게 분포되어 있는가에 대한 함수.
  • Ψ (psi)로 표기.
  • 삼차원 공간에 Ψ 제곱을 도시하면 궤도함수는 하나의 전자가 가장 가능성이 높게 차지할 것 같은 핵 주위의 공간의 부피를 나타냄. → 전자구름 형태로, 전자가 대부분의 시간을 머무르게 되는 (90~95%) 공간을 나타냄.

 

• 오비탈의 형태 (s, p, d orbital)

 

• 전자 껍질(electron shell): 전자가 핵 주위를 돌면서 만드는 궤도.
• 한 원자의 궤도들은 순차적으로 보다 큰 크기와 에너지를 가지는 각각의 전자 껍질들로 구성된다.
• 각각의 전자 껍질은 다른 수와 종류의 궤도함수를 가지며, 하나의 전자 껍질 안에 있는 각각의 궤도함수에는 두 개의 전자가 채워질 수 있다.

 

 

• 1st shell: 1s 오비탈 하나만 가짐. 총 2개의 전자.
• 2nd shell: 2s 오비탈 하나, 2p 오비탈 세 개 가짐. 총 8개의 전자.
• 3rd shell: 3s 오비탈 하나, 3p 오비탈 셋, 3d 오비탈 다섯 개 가짐. 총 18개의 전자.

 

 

• 한 전자 껍질 내의 세 개의 서로 다른 p 오비탈은 서로가 다른 두 개의 오비탈에 대해 수직으로 공간 배향을 하고 있음.
• 각 p 오비탈의 두 로브는 전자 밀도(electron density)가 0인 영역에 의해 분리되어 있음.