화학Ⅰ›원자의 세계

원자 모형의 변천

Atomic Models

원자 모형은 왜 바뀌었나?
💡 핵심: 새 실험 → 새 모형
①톰슨: 전자 발견 → 건포도 모형 (양전하 속 전자)
②러더퍼드: α입자 산란 → 핵 모형 (원자핵 발견)
③보어: 선 스펙트럼 → 궤도 모형 (양자화)
④현대: 전자의 파동성 → 오비탈 모형 (확률 분포)
보어 모형 — 에너지 준위
2
수소 원자 에너지 준위
En = -13.6n2 [eV]
n이 클수록 에너지↑ (0에 가까워짐)
전자 전이 시 빛 에너지
ΔE = E높은 - E낮은 = hν
h: 플랑크 상수, ν: 진동수
🔍 슬라이더를 조작해보라!
①n=1: 바닥상태 → E = -13.6 eV (가장 안정)
②n=2: 첫 번째 들뜬상태 → E = -3.4 eV
③n이 커질수록 간격이 좁아진다
④n→∞이면 E→0 (이온화)
선 스펙트럼과 전자 전이
광자 에너지
E = hν = hcλ
h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s
💡 전자 전이와 빛
①높은 n → 낮은 n으로 떨어질 때 빛 방출
②에너지 차이가 클수록 진동수가 크다 (짧은 파장)
③수소의 선 스펙트럼 = 전이 에너지의 증거
④바닥상태(n=1)로의 전이: 자외선 (라이먼 계열)
⑤n=2로의 전이: 가시광선 (발머 계열)
총정리
보어 에너지 준위
En = -13.6n2 [eV]
수소 원자 전자의 에너지
전이 에너지
ΔE = 13.6(1nf2 - 1ni2) [eV]
ni → nf 전이 시 에너지 변화
🎯 시험 포인트
①원자 모형 변천 순서: 톰슨→러더퍼드→보어→현대
②보어 모형의 한계: 수소만 설명 가능
③E_n = -13.6/n² 공식은 반드시 암기
④선 스펙트럼 = 불연속적 에너지 준위의 증거
⑤n=1 바닥상태가 가장 안정 (에너지 가장 낮음)