나는 간단하게 유지하려고 노력할 것입니다. 이것이 왜 그렇게되었는지에 대한 실제 세부 사항은 양자 물리학과 관련이 있습니다.
각 쉘에는 여러 개의 " 하위 셸 ". 각 " 하위 셸 "에는 특정 수의 " 궤도 ". 각 궤도는 두 개의 전자를 보유 할 수 있습니다. 경험 법칙 (다시 말하지만, 그 이유를 설명하지 않습니다. 이해하지 못함)
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$ \ mathrm {n ^ {th}} $ 셸에는 레이블이 지정된 n 개의 하위 셸이 있습니다. $ 0 $ 에서 $ \ mathrm n-1 $ 까지. 예 : $ 2 $ nd 셸에는 $ 0 $ 및 $ 1 $ 의 두 개의 하위 셸이 있습니다. 참고로 이러한 하위 셸을 문자로 부르기도합니다. $ 0 $ 는 $ \ mathrm s $ , $ 1 $ 는 p, $ 2 $ 는 d, $ 3 $ 는 f입니다. 주기율표는 원자에서 가장 느슨하게 결합 된 (가) 전자가있는 서브 쉘에 따라 4 개의 블록으로 나눌 수 있습니다. (s- 블록, p- 블록 등)
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$ \ mathrm {k ^ {th}} $ 서브 쉘은 $ 2 \ mathrm k + 1을 저장할 수 있습니다. $ " 궤도 ". 궤도는 최대 2 개의 전자를 보유 할 수 있습니다. 따라서 $ 0 $ 번째 서브 쉘은 $ 1 $ 궤도를 유지할 수 있으므로 두 개의 전자를 가질 수 있습니다. $ 1 $ 첫 번째 서브 쉘 (p)은 $ 3 $ 궤도 또는 $ 6 $ 전자. 이것이 $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ 규칙이있는 이유입니다. $ \ mathrm n $ 셸에는 첫 번째 mathrm n 홀수의 합계만큼 많은 궤도가 있습니다. $ \ mathrm n ^ 2 $ , 각각에 전자 2 개 ( $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ ).
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물리 화학에서 중요한 아이디어는 Aufbau 원리입니다. 오비탈은 에너지 (오비탈)의 증가하는 순서에 따라 채워집니다. 오비탈의 에너지는 무엇입니까? 처음 몇 개의 하위 셸에서는 매우 간단합니다.
$ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s, 2 \ mathrm p , 3 \ mathrm s, 3 \ mathrm p $ (순서)
수소 원자에서 이러한 궤도는 간단합니다. 같은 껍질에있는 모든 하위 껍질은 동일한 에너지를가집니다 ( $ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s = 2 \ mathrm p, 3 \ mathrm s = 3 \ mathrm p = 3 \ mathrm d, $ 등).하지만 다른 원자에서는 모든 것이 다음은 기억해야 할 명령입니다.
$ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s, 2 \ mathrm p, 3 \ mathrm s, 3 \ mathrm p, 4 \ mathrm s, 3 \ mathrm d, 4 \ mathrm p, 5 \ mathrm s, 4 \ mathrm d, 5 \ mathrm p, 6 \ mathrm s, 4 \ mathrm f, 5 \ mathrm d, 6 \ mathrm p, 7 \ mathrm s, […] $ (대부분의 요소에 적용되지만 몇 가지 예외가 있으므로 기억해야합니다)
따라서 전자는 ne로 이동하기 전에 쉘에서 $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ 전체를 실제로 채우지 않습니다. xt. 예를 들어, iron에서는 $ 1 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm p ^ 6 3 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm p ^ 6 4 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm d ^ 6 $ . $ 1 $ 셸에는 $ 2 $ 전자가 있습니다. $ 2 ^ {\ mathrm {nd}} $ 쉘, $ 8 (2 \ mathrm s + 2 \ mathrm p $ ); $ 3 ^ {\ mathrm {rd}} $ 쉘, $ 14 (3 \ mathrm s + 3 \ mathrm p + 3 \ mathrm d) $ ; $ 4 ^ {\ mathrm {th}} $ 쉘, $ 2 $ . 교과서에서는이 구성을 (2, 8, 14, 2) $라고 부를 수 있습니다.
Caesium에는 55 개의 전자가 있으며 다음과 같이 채워집니다. $ 1 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm p ^ 6 3 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm p ^ 6 4 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm d ^ {10} 4 \ mathrm p ^ 6 5 \ mathrm s ^ 2 4 \ mathrm d ^ {10} 5 \ mathrm p ^ 6 6 \ mathrm s ^ 1 $ .
왜 각 껍데기에있는 전자의 수를 더하고 교과서의 내용과 일치하는 경우.
PS 옥텟 규칙은 실제로 가장 높은 것을 말하지 않습니다. 쉘에는 8 개의 전자가 있어야합니다. 원자는 가장 가까운 희가스의 전자적 구성을 얻음으로써 안정성을 얻습니다. 비활성 기체는 일반적인 구성 $ \ mathrm s ^ 2 \ mathrm p ^ 6 $ ( $ 8 $ 전자 ?), 그러나 위에서 설명한 것처럼 이러한 $ 8 $ 전자는 가장 높은 껍질에 있지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 철에서 원자가 전자 중 두 개는 네 번째 껍질에 있고 나머지 여섯 개는 세 번째 껍질에 있습니다.