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Focus 8: 원자 구조와 스펙트럼
8A: 수소꼴 원자
- 주제: 원자 번호 Z인 1전자 원자 또는 이온의 전자 구조 설명.
- 중요성:
- 수소꼴 원자는 슈뢰딩거 방정식이 정확히 풀림.
- 다전자 원자와 분자의 구조 이해를 위한 기본 개념 제공.
- 주요 개념:
- 슈뢰딩거 방정식 풀이:
- 파동함수를 각도 부분과 방사형 부분으로 분리.
- 결과적으로 원자 궤도함수를 도출.
- 원자 구조와 궤도함수의 에너지 논의:
- 에너지 준위와 양자수를 통해 원자 전자 배치 설명.
- 슈뢰딩거 방정식 풀이:
8B: 다전자 원자
- 주제: 2개 이상의 전자를 가진 원자의 구조 설명.
- 중요성:
- 다전자 원자의 궤도함수는 수소꼴 원자의 개념을 확장하여 설명.
- 원자 성질의 주기성과 주기율표 구조의 이해에 기여.
- 핵심 개념:
- 궤도함수 근사법: 다전자 원자의 복잡성을 단순화하기 위해 근사법 사용.
- Pauli 배타 원리: 한 궤도에 들어갈 수 있는 전자 수의 제한을 정의.
- 축조 원리: 전자의 에너지 준위를 기반으로 궤도 채움.
- 자체-일관성 장 이론: 전자 간의 상호작용을 고려한 더 정교한 모델.
8C: 원자 스펙트럼
- 주제: 수소꼴 원자와 다전자 원자의 스펙트럼 분석.
- 중요성:
- 원자의 에너지 준위 변화와 전이 과정 이해.
- 분광학적 선택 규칙으로 스펙트럼의 구조 설명.
- 핵심 개념:
- 수소꼴 원자의 스펙트럼: 간단한 에너지 준위 간 전이에 의한 스펙트럼 형성.
- 다전자 원자의 스펙트럼:
- 전자 간 정전기적 및 자기적 상호작용이 에너지 차를 다양하게 만듦.
- 항 기호 사용:
- 전체 궤도 각운동량과 스핀 각운동량을 표기.
- 스펙트럼 전이에 대한 선택 규칙 제공.
응용: 원자 분광학
- 별의 스펙트럼 분석에 사용.
- 별의 외곽층 및 주변 기체의 구성과 물리적 상태를 결정.
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