화학 34, 화학자 및 구성

전자가 연속된 원자들을 여러번 채울 때 이것은 이용 가능한 궤도 사이를 왔다 갔다 하는 것이다. 주기율 표를 통해 이동하는 구별 전자의 정체성은 그림 26에 요약되어 있다.
궤도 충전의 대략적인 순서. 좀 더 엄격하게, 전자를 구별하는 순서. (109페이지 참조).
이러한 채우기 순서의 결과로, 주기율 표의 연속적인 기간은 2,8,8,18,18,32등의 요소 수를 포함하며, 따라서 첫번째 기간을 제외한 각 기간에 대해'두배'를 나타낸다.
네개의 양자 숫자 조합에 대한 규칙은 껍질이 닫히는 지점에 대해 엄격한 설명을 제공하는 반면, 기간이 닫히는 지점에 대해서는 똑같이 엄격한 설명을 제공하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 이러한 채우기 순서에 대해서는 합리화가 이루어질 수 있지만, 그러한 합리화는 설명하고자 하는 사실에 어느 정도 의존하는 경향이 있다. 우리는 이 고귀한 가스가 2,10,18,36,54등에서 발생한다는 것을 알기 때문에 이 기간이 끝나는 곳을 안다. 비슷하게, 우리는 이론이 아닌 관측으로 궤도 채움의 순서에 대한 지식을 가지고 있다. 교과서에서 주기율 표에 대한 설명에서 거의 인정되지 않는 결론은 양자 물리학이 주기율 표를 완전히 설명하지 못한다는 것이다. 아무도 양자 역학의 원리로부터 궤도 채우기의 순서를 아직 추론하지 못 했다. 이것이 미래에 달성되지 않을 수도 있고 전자 충전의 순서가 어떤 의미에서든 양자 물리학으로 본질적으로 축소될 수 없다는 것을 말하는 것은 아니다.
화학자 및 구성
1897년 J.Thomson에 의한 전자의 발견은 물리학에서 모든 종류의 새로운 설명과 완전히 새로운 실험 라인을 열었다. 톰슨은 또한 비록 어떤 특정 원자에 얼마나 많은 전자가 존재하는지에 대해 충분히 알려져 있지 않았기 때문에 그의 이론은 매우 성공적이지는 않았지만 전자가 원자로 배열되는 방법에 대해 토론한 첫번째 사람들 중 하나였습니다. 우리가 보았듯이, 이런 종류의 첫번째 중요한 이론은 보어가 원자의 영역에 에너지의 양자화의 개념을 소개하고 전자적 배열의 할당에 도입했기 때문이다. 보어는 알려진 많은 원자들에 대한 일련의 전자적 구성을 출판하는 데 성공했지만, 수년 간 다른 사람들에 의해 수집된 화학적이고 스펙트럼적인 행동을 검토한 후에야 성공했습니다.
하지만 이 시기에 화학자들은 무엇을 하고 있었을까요? 보르와 다른 양자 물리학자들의 전자를 이용하려는 그들의 시도는 어떻게 비교되었는가? 이 조사를 시작하기 위해서는 전자가 발견된 지 5년 후인 1902년으로 거슬러 올라가야 한다. 당시 필리핀에서 근무했던 미국 화학자 G.N. 루이스는 그림 27과 같은 도표를 스케치했는데, 이 도표의 원본은 오늘날에도 여전히 존재하고 있다. 그 안에서, 그는 전자는 큐브의 모서리에서 발생하고 우리가 주기율 표를 통해 움직일 때, 한번에 한 원소씩, 각 코너에 더 많은 전자가 더해 진다고 가정했습니다. 우리가 이제 전자가 핵 주위를 돈다는 것을 알고 있기 때문에 큐브의 선택은 현대적인 관점에서 보면 좀 이상해 보일 수도 있습니다. 그러나 Lewis의 모델은 주기율 표와 관련된 한가지 중요한 측면에서 타당하다. 8은 속성의 반복이 발생하기 전에 반드시 거쳐야 하는 요소의 수입니다.
루이스의 원자 입방체 스케치입니다.
따라서 Lewis는 개별 원소의 화학적인 주기성과 특성이 원자 핵 주변의 가장 바깥쪽 전자 큐브에 있는 전자의 수에 의해 지배된다고 제안했다. 비록 이것이 전자가 정지되어 있는 것으로 간주된다는 점에서 잘못된 모델이지만, 큐브의 선택은 자연스럽고 기발한 것으로 화학적인 주기가 8개 요소의 간격에 기초한다는 사실을 반영합니다.
같은 유명한 스케치에서 루이스는 전자가 염소의 바깥쪽 큐브에서 사라진 8번째 전자의 자리를 차지하기 위해, 나트륨 원자와 염소 원자가 어떻게 화합물을 형성할 수 있는지에 대한 도표를 제시했다. Lewis는 이 아이디어들을 출판하기 전에 14년의 기간 동안 기다렸고, 그것들을 다양한 원자들 사이의 전자들의 이동보다는 공유를 포함하는 또 다른 형태의 유대를 포함하도록 확장했다.