Energy Level, Ground Level, Exitation Level   에너지 준위, 바닥 준위, 들뜬 준위, 에너지 상태

1. 에너지 준위 (Energy State), 에너지 상태 (Energy State)

  ㅇ 양자화된 에너지 값
     - 특정한 불연속적인 값 만이 허용 됨   

  ㅇ 전자가 불연속적인 특정 에너지를 가지는 상태
     - 원자,분자,결정 등 내에서,  
     - 전자의 에너지는, 이산적인 에너지 값 만을 갖음      ☞ 에너지 양자화

  ㅇ 에너지 준위 간 전자의 이동  :  전자 천이 (Electron Transition)


2. 원자 내 전자의 거동 표현 :  (전자의 위치 보다는 → 에너지 준위로 표현)

  ㅇ 원자 핵으로부터 중심 반경에 의해, 전자 위치를 표현하기 어려움
     - 같은 반경 위치에 전자들이 중첩하는 등

  ㅇ 따라서, 전자의 반경 위치 보다는 에너지 준위에 의해 표현하게됨 
     - 원자가 어떤 에너지 준위에 있음은, 원자의 전자들이 그 준위에 해당되는 에너지를 갖음을 뜻함

  ㅇ 이때, 에너지 준위는, 양자화되어 있음  ☞ 에너지 양자화
     - 원자 내 에너지 준위에 대응되는 중요 개념은, ☞ 전자 껍질 (주껍질, 부껍질), 전자 배위 참조

  ※ 에너지 준위라는 개념에 의해 나타나는, 여러 상반되는 개념/용어들
     - 바닥 준위 및 들뜬 준위  (아래 3.항 참조)
     - 들뜸 및 이완  (아래 4.항 참조)
     - 흡수 및 방출  (아래 5.항 참조)


3. 바닥 준위/상태 및 들뜬 준위/상태

  ㅇ 바닥 준위(상태) or 기저 준위(상태) (Ground Level/State)
     - 가장 낮은 에너지 상태
        . 에너지가 가장 낮은 준위를 갖는 정상상태 (이는 정지상태가 아님)
           .. 원자 내 가장 안정한, 최저 에너지 전자 배치 상태

  ㅇ 들뜬 준위(상태) or 여기 준위(상태) (Excited Level/State)
     - 더 높은 에너지 상태
        . 바닥준위 이외의 높은 에너지 준위를 갖는 정상상태 들
           .. 원자 내 들뜬, 더높은 에너지 전자 배치 상태

    


4. 들뜸 (Excitation) 및 이완 (Relaxation)

  ㅇ 원자 내 전자들이,
     - 더 높은 에너지준위로 들뜨면(Excitaion),      (에너지 흡수 : 전자기 복사선 흡수)
     - 대략 수 나노 초(수명시간) 정도 머무르다가,
     - 낮은 에너지준위로 이완(Relaxation)하게 됨    (에너지 방출 : 전자기 복사선 방출)

  ㅇ 이에따라 나타나는 여러 현상들
     - 비 복사성 이완 : 열 방사 등
     - 복사성 이완    : 형광 및 인광 등에 의한 광자 방출


5. 흡수 (Absorption) 및 방출 (Emission)                                      ☞ 흡수 및 방출 참조

  ※ 에너지 준위 간 빛 광자의 흡수 및 방출 
     - 빛(전자기복사선)은, 원자 내 전자가 에너지 준위 간에 (수 [eV], E = hν = E2 - E1),
     - 천이(Transition)할 때 만, 발생 또는 흡수됨

  ㅇ 흡수 (Absorption)                                                      ☞ 흡수 스펙트럼 참조
     - 외부에서 에너지(광,전자 등)을 받아 높은 에너지 상태로 되는 현상 (흡수)
        . 낮은 에너지준위에 있는 전자는 높은 에너지준위로 천이하며,
        . 빛 광자(Photon)를 흡수(absorption)함

  ㅇ 방출 (Emission)                                    ☞ 방출 스펙트럼, 유도방출, 자연방출 참조
     - 보통 여기상태는 불안정하므로, 빨리 낮은 에너지상태로 되돌아오게되는데 (통상,10-8초),
     - 이때 남는 일부 에너지가 빛으로 방출됨 (방출)
        . 높은 에너지준위에 있는 들뜬상태의 전자는, 다시 낮은 에너지준위로 되돌아 천이하며,
        . 양 준위간의 에너지차에 해당하는 광자를 방출(emission)함


6. 고체 결합 관련

  ㅇ 결정성 고체의 공유결합을 에너지 띠(Band)로 설명하는 이론  ☞ 에너지 밴드(전도대,가전자대 등)

  ㅇ 금속 결합  ☞ 전자 바다 모형
     - 금속결합은 공유결합의 극단적인 경우로 볼 수 있음