전자 배치

Electron Configuration

전자는 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙에 따라 오비탈에 채워져요. 에너지가 낮은 오비탈부터 채우고, 한 오비탈에는 스핀이 반대인 전자 최대 두 개만 들어가며, 같은 에너지 오비탈에는 홀전자를 먼저 배치해요. 원자 번호가 달라지면 전자 배치가 바뀌고, 홀전자 수는 자성과 화학적 성질과도 연결돼요. 이 페이지에서는 원자 번호를 바꿔 가며 오비탈 에너지 다이어그램에서 전자 배치가 어떻게 쌓이는지 확인해 봐요.

전자는 어디에 들어가는가?

💡 비유: 아파트 층에 입주하기

①1층(1s)부터 채운다 → 쌓음 원리 (Aufbau)

②한 방에 최대 2명, 스핀 반대 → 파울리 배타 원리

③같은 층이면 각 방에 1명씩 먼저 → 훈트 규칙

④이 세 가지 규칙이 전자 배치를 결정한다

원자 번호별 전자 배치

원자 번호 Z6

🔍 슬라이더로 확인해보라!

①Z=1(H): 1s¹. 하나의 전자

②Z=6(C): 1s²2s²2p². 2p에서 훈트 규칙!

③Z=10(Ne): 2p 완전히 채움 → 비활성 기체

④Z=19(K): 3d보다 4s를 먼저 채움 (에너지 역전)

세 가지 규칙

쌓음 원리 (Aufbau)

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p

에너지가 낮은 오비탈부터 채운다

파울리 배타 원리

한 오비탈에 최대 2개 (↑↓)

같은 양자수를 가진 전자는 존재할 수 없다

훈트 규칙

같은 에너지 오비탈 → 홀전자 먼저

전자 간 반발을 최소화하는 배치

💡 홀전자와 화학적 성질

①홀전자가 많을수록 자기적 성질↑ (상자성)

②모든 전자 쌍 → 반자성

③전이금속(3d)의 다양한 산화수 = 홀전자 때문

④족이 같으면 최외각 전자 수가 같다 → 비슷한 성질

직접 풀어보기

예제 1

나트륨(Na, 원자번호 11)의 바닥상태 전자 배치를 쓰시오.

쌓음 원리에 따라 에너지가 낮은 오비탈부터 11개의 전자를 채운다.

1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

각 오비탈의 전자 수를 더해 원자번호와 일치하는지 확인한다.

전자 수 합 = 2+2+6+1 = 11

▸ 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

마지막 전자가 3s에 1개 → 나트륨은 1족 금속, 최외각 전자 1개.

예제 2

산소(O, 원자번호 8)의 전자 배치와 홀전자 수를 구하시오.

8개의 전자를 쌓음 원리로 채운다.

1s² 2s² 2p⁴

2p의 4개 전자를 훈트 규칙에 따라 배치한다.

2p 오비탈: ↑↓ ↑ ↑ → 홀전자 2개

▸ 1s² 2s² 2p⁴, 홀전자 2개

훈트 규칙으로 먼저 한 칸씩 채우므로 2p⁴에서 홀전자가 2개 남는다.

총정리

최대 전자 수

각 주껍질(n): 최대 2n² 개

n=1→2, n=2→8, n=3→18, n=4→32

오비탈별 최대 전자

s=2, p=6, d=10, f=14

부껍질(l) 하나에 2(2l+1)개

2022 평가원 모평 화학Ⅰ 유형 변형

바닥상태 원자의 전자 배치가 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 인 원소는? (원자번호로 판단)

①F

②Ne

③Na

④Cl

⑤Ar

▸ ④ Cl

전자 수 합 = 2+2+6+2+5 = 17

원자번호 17인 원소를 찾는다.

원자번호 17 → Cl(염소)

🎯 시험 포인트

①전자 배치 쓰기: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶...

②4s가 3d보다 먼저 채워진다 (에너지 역전)

③비활성 기체(He, Ne, Ar) = 완전 채움 = 안정

④홀전자 수 세기: 자성, 결합 관련 문제

⑤이온의 전자 배치: 양이온은 최외각부터 제거