핵심 원리

전자 배치는 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙의 세 가지 규칙으로 결정됩니다. 이 규칙들이 주기율표의 주기성과 원소의 화학적 성질을 설명합니다.

탐구 질문

  • 1. 4s 오비탈이 3d 오비탈보다 먼저 채워지는 까닭은 무엇인가요?
  • 2. 질소(N)와 산소(O)의 전자 배치에서 훈트 규칙이 어떻게 적용되나요?
  • 3. 비활성 기체(He, Ne, Ar)의 이온화 에너지가 높은 까닭을 전자 배치로 설명해 보세요.

실생활 예시

네온사인에서는 전자 전이가 빛으로 나타나고, 반도체에서는 전자 배치가 밴드 구조와 연결됩니다. 또 최외각 전자 수는 화학 반응성과 자성까지 설명하는 출발점이 됩니다.

교과서 연계

전자기와 양자 III편 p112~117의 전자 배치, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙 내용을 3D 에너지 준위 장면과 주기율표로 다시 읽도록 구성했습니다.

전자기와 양자 · 현대의 원자 모형

전자 배치와 주기율표

낮은 에너지 오비탈부터 차례로 전자가 채워지고, 같은 에너지 오비탈에서는 홀전자부터 먼저 놓입니다. 왼쪽 3D 장면과 오른쪽 주기율표를 함께 보며 배치 규칙이 주기성과 어떻게 이어지는지 확인해 보세요.

s 오비탈 p 오비탈 d 오비탈 f 오비탈
현재 규칙
전자 배치를 준비했어요
기본 원소는 탄소(C)입니다. 원소를 바꾸거나 채우기 애니메이션을 눌러 규칙이 어떻게 적용되는지 단계별로 확인해 보세요.
선택 원소: C 전자 수: 6 최외각 전자: 4
규칙 위반

🧱 전자 배치와 주기율표

원소: C (Z=6)
전자 배치
1s² 2s² 2p²
약식: [He] 2s² 2p²
세 가지 규칙
① 쌓음 원리낮은 에너지부터 채움: 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p
② 파울리 배타 원리한 오비탈에는 스핀이 반대인 전자 최대 2개까지만 들어갑니다.
③ 훈트 규칙같은 에너지 오비탈에는 홀전자부터 먼저 배치됩니다.
최외각 전자: 4개 → 14족의 주기적 성질
원소 선택과 데이터 읽기

주기율표와 전자 배치 표기

1~36번 원소를 선택하면 전자 배치 표기와 주기적 성질, 이온화 에너지 패턴이 함께 바뀝니다. 같은 규칙이 3D 오비탈 장면과 주기율표에서 어떻게 동시에 보이는지 연결해 보세요.

선택 원소 요약

원자 번호, 블록, 마지막 전자 위치, 화학적 성질을 한눈에 정리합니다.

Element
탄소 C
2주기 · 14족 · p-블록
Last Electron
2p
비금속 · 공유 결합과 다양한 화합물 형성
Valence
4e⁻
14족의 주기적 성질을 보입니다.
Ionization Energy
1086 kJ/mol
그래프에서 현재 원소가 노란 점으로 표시됩니다.

미니 주기율표

s-블록, p-블록, d-블록 색을 비교하면서 현재 선택 원소를 눌러 보세요. 전자 배치와 주기적 성질이 즉시 갱신됩니다.

색 구분: s-블록(파랑), p-블록(초록), d-블록(주황). 헬륨은 1s²이지만 표에서는 18족 위치를 따릅니다.

전자 배치 표기

전체 표기, 화살표 표기, 약식 표기를 함께 확인하며 어떤 규칙이 적용됐는지 읽어 보세요.

궤도 표기법

1s2 2s2 2p2

화살표 표기법

1s: ↑↓ 2s: ↑↓ 2p: ↑ ↑ ·

약식 표기

[He] 2s² 2p²

훈트 규칙 데모

원자 번호 vs 이온화 에너지

비활성 기체에 가까울수록 이온화 에너지가 높아지는 주기적 패턴을 확인할 수 있습니다.

노란 점은 현재 선택 원소, 흰 선은 1~36번 원소의 1차 이온화 에너지 추세입니다. 2, 10, 18, 36번에서 안정한 전자 배치 때문에 높은 값이 나타납니다.