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# 분자 오비탈 다이어그램

이 글은 생성에 대한 간단한 소개를 제공합니다 [분자 오비탈 다이어그램](https://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_orbital_diagram) LaTeX에서 다음을 사용하여 [`modiagram` 패키지](https://ctan.org/pkg/modiagram?lang=en). 독자 여러분께서는 반드시 다음을 참고하시기 바랍니다 [`modiagram` 패키지 문서](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/contrib/modiagram/modiagram_en.pdf) 여기에는 다양한 기능을 보여 주는 수많은 유용한 예제가 포함되어 있으며—이 짧은 글에서 다룰 수 있는 것보다 훨씬 많습니다.

보다 전통적인 *분자 구조 다이어그램* 에 대한 문서를 참조하세요 [화학식](/latex/ko/field-specific/02-chemistry-formulae.md).

## 소개

분자 다이어그램은 다음을 사용하여 생성됩니다 [`modiagram` 패키지](https://ctan.org/pkg/modiagram?lang=en) 이는 문서의 프리앰블에 다음 줄을 추가하여 가져옵니다:

`\usepackage{modiagram}`\[$$\langle$$`옵션`$$\rangle$$]

다음의 집합은 $$\langle$$`옵션`$$\rangle$$ 이 나열되고 예시로 설명됩니다 [패키지 문서](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/contrib/modiagram/modiagram_en.pdf).

패키지 설정을 적용하려면 $$\langle$$`옵션`$$\rangle$$ *전역적으로* 다음을 할 수 있습니다

* 다음을 통해 패키지를 로드할 때 설정할 수 있습니다 `\usepackage{modiagram}`\[$$\langle$$`옵션`$$\rangle$$] 또는
* 설정 명령을 사용하세요 `\setmodiagram`{$$\langle$$`옵션`$$\rangle$$}

MO 다이어그램은 다음을 사용하여 생성됩니다 `modiagram` 환경을 사용하며, 패키지의 로컬 사용을 지원합니다 $$\langle$$`옵션`$$\rangle$$:

`\begin{modiagram}`\[$$\langle$$`옵션`$$\rangle$$] ...

`\end{modiagram}`

다음 예시는 최소한의 `modiagram` 환경을 보여 주며, 어떤 것도 사용하지 않습니다 $$\langle$$`옵션`$$\rangle$$:

```latex
\documentclass{article}
\usepackage{modiagram}
\begin{document}

첫 번째 원자 예:

\begin{modiagram}
\atom{left}{1s, 2s, 2p}
\end{modiagram}
\end{document}
```

[Overleaf에서 이 예제를 엽니다.](https://www.overleaf.com/docs?engine=pdflatex\&snip_name=example+of+molecular+diagram\&snip=%5Cdocumentclass%7Barticle%7D%0A%5Cusepackage%7Bmodiagram%7D%0A%5Cbegin%7Bdocument%7D%0A%0AFirst+example+atoms%3A%0A%0A%5Cbegin%7Bmodiagram%7D%0A%5Catom%7Bleft%7D%7B1s%2C+2s%2C+2p%7D%0A%5Cend%7Bmodiagram%7D%0A%5Cend%7Bdocument%7D)

이 예제는 다음 출력을 생성합니다:

![LaTeX로 생성된 분자 다이어그램의 예](/files/8a6ac9c5e49ff7268fa0521ad210ebe6b5754e9c)

MO 다이어그램을 그리는 기본 명령은 `\atom` 이며, 위의 예에서 보이듯 두 개의 인수를 받습니다:

* `왼쪽`: 원자의 정렬 방식.
* `1s, 2s, 2p`: 그릴 에너지 준위들. 이는 다음에서 배우게 될 방식으로 더 세부적으로 사용자 지정할 수 있습니다 [다음 섹션](#atoms).

## 원자

입문 예시에서 제시한 명령에 원자 오비탈에 대한 추가 정보를 전달할 수 있습니다.

```latex
\documentclass{article}
\usepackage{modiagram}
\begin{document}

\begin{modiagram}
 \atom{right}{
    1s = { 0; pair} ,
    2s = { 1; pair} ,
    2p = {1.5; up, down }
 }

 \atom{left}{
    1s = { 0; pair} ,
    2s = { 1; pair} ,
    2p = {1.5; up, down }
 }
 \end{modiagram}
\end{document}
```

[Overleaf에서 이 예제를 엽니다.](https://www.overleaf.com/docs?engine=pdflatex\&snip_name=example+of+molecular+diagram\&snip=%5Cdocumentclass%7Barticle%7D%0A%5Cusepackage%7Bmodiagram%7D%0A%5Cbegin%7Bdocument%7D%0A%0A%5Cbegin%7Bmodiagram%7D%0A+%5Catom%7Bright%7D%7B%0A++++1s+%3D+%7B+0%3B+pair%7D+%2C%0A++++2s+%3D+%7B+1%3B+pair%7D+%2C%0A++++2p+%3D+%7B1.5%3B+up%2C+down+%7D%0A+%7D%0A%0A+%5Catom%7Bleft%7D%7B%0A++++1s+%3D+%7B+0%3B+pair%7D+%2C%0A++++2s+%3D+%7B+1%3B+pair%7D+%2C%0A++++2p+%3D+%7B1.5%3B+up%2C+down+%7D%0A+%7D%0A+%5Cend%7Bmodiagram%7D%0A%5Cend%7Bdocument%7D)

이 예제는 다음 출력을 생성합니다:

![원자 오비탈 예시](/files/2a8a7453dbe49e703b9160cf61faf9d1f6cea1fa)

이 예시에서는 동일한 두 원자가 각각 왼쪽 정렬과 오른쪽 정렬로 그려집니다.

다음의 스타일에 따라 `modiagram` 패키지 문서에서, 원자를 만드는 일반적인 구문은 다음과 같이 쓸 수 있습니다:

`\atom`\[$$\langle$$`name`$$\rangle$$]{$$\langle$$`왼쪽`$$\rangle$$|$$\langle$$`오른쪽`$$\rangle$$}{$$\langle$$`AO-spec`$$\rangle$$}

여기서

* $$\langle$$`name`$$\rangle$$ 은 원자의 선택적 이름입니다
* $$\langle$$`왼쪽`$$\rangle$$ 및 $$\langle$$`오른쪽`$$\rangle$$ 다이어그램에서의 배치를 결정합니다
* $$\langle$$`AO-spec`$$\rangle$$ 는 원자 오비탈의 지정입니다.

다음 $$\langle$$`AO-spec`$$\rangle$$ 일반적인 형식은 다음과 같습니다

```latex
sub-level = {energy; specifications}
```

여기서

* `sub-level` 다음이 될 수 있습니다 `1s`, `2s` 또는 `2p`
* `energy` 은 에너지 준위로, 다이어그램에서의 세로 간격을 결정하는 숫자입니다. 생략하면 0으로 설정됩니다.
* `specifications` 은 각 오비탈에 들어 있는 전자의 스핀을 쉼표로 구분한 목록입니다. 가능한 값은 `up`, `down`, `pair` 이며, 빈 오비탈의 경우 empty(세미콜론만 입력)입니다. 생략하면 다음으로 설정됩니다 `pair`.

다음은 앞의 예시에서 사용된 명령에 대한 설명입니다:

* `1s = { 0; pair}`. 하위 준위는 `1s` 은 `0` 에너지 준위에 있으며, 오비탈에는 두 개의(짝을 이룬) 전자가 있습니다.
* `2s = { 1; pair}`. 하위 준위는 `2s` 다음에 그려집니다 `1` 에너지 준위에, 이 오비탈에는 두 개의 전자가 있습니다.
* `2p = {1.5; up, down}`. 하위 준위는 `2p` 에너지 준위에 그려집니다 `1.5`, 즉 다이어그램에서 세로 간격은 1.5로 설정됩니다; 이 하위 에너지 준위에는 두 개의 전자가 있습니다: 하나는 스핀 `up` 첫 번째 오비탈에 있고, 다른 하나는 스핀 `down` 두 번째 오비탈에 있습니다.

오른쪽의 두 번째 원자에도 동일한 명령이 반복됩니다.

(선택적인) `name` 원자의 정보를 표시하려면 `modiagram` 다음을 사용하는 환경을 `[names]` 옵션으로 사용하세요:

```latex
\documentclass{article}
\usepackage{modiagram}
\begin{document}
\begin{modiagram}[names]
 \atom[오른쪽의 원자]{right}{
    1s = { 0; pair} ,
    2s = { 1; pair} ,
    2p = {1.5; up, down }
 }

 \atom[왼쪽의 원자]{left}{
    1s = { 0; pair} ,
    2s = { 1; pair} ,
    2p = {1.5; up, down }
 }
\end{modiagram}
\end{document}
```

[Overleaf에서 이 예제를 엽니다.](https://www.overleaf.com/docs?engine=pdflatex\&snip_name=Using+the+names+option+in+a+molecular+diagram\&snip=%5Cdocumentclass%7Barticle%7D%0A%5Cusepackage%7Bmodiagram%7D%0A%5Cbegin%7Bdocument%7D%0A%5Cbegin%7Bmodiagram%7D%5Bnames%5D%0A+%5Catom%5BAtom+on+the+right%5D%7Bright%7D%7B%0A++++1s+%3D+%7B+0%3B+pair%7D+%2C%0A++++2s+%3D+%7B+1%3B+pair%7D+%2C%0A++++2p+%3D+%7B1.5%3B+up%2C+down+%7D%0A+%7D%0A%0A+%5Catom%5BAtom+on+the+left%5D%7Bleft%7D%7B%0A++++1s+%3D+%7B+0%3B+pair%7D+%2C%0A++++2s+%3D+%7B+1%3B+pair%7D+%2C%0A++++2p+%3D+%7B1.5%3B+up%2C+down+%7D%0A+%7D%0A%5Cend%7Bmodiagram%7D%0A%5Cend%7Bdocument%7D)

이 예제는 다음 출력을 생성합니다:

![분자 오비탈 예시](/files/47be4fdcf518b48834b8eb78a6f9e316498255d0)

## 분자

분자의 구문은 다음의 구문과 매우 비슷합니다 [`\atom`](#atoms) 그리고 문서의 스타일에 따라 다음과 같이 쓸 수 있습니다:

`\molecule`\[$$\langle$$`name`$$\rangle$$]{$$\langle$$`MO-spec`$$\rangle$$}

여기서

* $$\langle$$`name`$$\rangle$$ 은 분자의 선택적 캡션입니다
* $$\langle$$`MO-spec`$$\rangle$$ 는 분자 오비탈의 지정입니다

에너지 하위 준위는 `1s`, `2s` 및 `2p` 다음이 됩니다 `1sMO`, `2sMO` 및 `2pMO` 가 됩니다. 다음은 기본 예시입니다:

```latex
\documentclass{article}
\usepackage{modiagram}
\begin{document}
\begin{modiagram}
 \atom{left}{1s}
 \atom{right}{1s={;up}}
 \molecule{
    1sMO={0.75;pair,up}
  }
\end{modiagram}
\end{document}
```

[이 예제를 Overleaf에서 열기](https://www.overleaf.com/docs?engine=pdflatex\&snip_name=Molecule+example+with+modiagram+package\&snip=%5Cdocumentclass%7Barticle%7D%0A%5Cusepackage%7Bmodiagram%7D%0A%5Cbegin%7Bdocument%7D%0A%5Cbegin%7Bmodiagram%7D%0A+%5Catom%7Bleft%7D%7B1s%7D%0A+%5Catom%7Bright%7D%7B1s%3D%7B%3Bup%7D%7D%0A+%5Cmolecule%7B%0A++++1sMO%3D%7B0.75%3Bpair%2Cup%7D%0A++%7D%0A%5Cend%7Bmodiagram%7D%0A%5Cend%7Bdocument%7D)

이 예제는 다음 출력을 생성합니다:

![분자 다이어그램 예시](/files/07530d2e9f2e7903c8686cfe173576e65eec4784)

위의 예시에서 분자 오비탈 지정($$\langle$$`MO-spec`$$\rangle$$ )은

```latex
1sMO={0.75;pair,up}
```

여기서

* `0.75` 이제 비율입니다 *(에너지 이득)/(에너지 손실)*.
* `pair, up` 은 각각 결합 및 반결합 분자 오비탈에 있는 전자의 스핀입니다.

다음의, 조금 더 복잡한 예시는 구문을 이해하는 데 도움이 될 것입니다:

```latex
\documentclass{article}
\usepackage{modiagram}
\begin{document}
\begin{modiagram}
 \atom{left}{
      1s, 2s, 2p = {;pair,up,up}
  }
  \atom{right}{
      1s, 2s, 2p = {;pair,up,up}
  }
  \molecule{
      1sMO, 2sMO, 2pMO = {;pair,pair,pair,up,up}
  }
\end{modiagram}
\end{document}
```

[이 예제를 Overleaf에서 열기](https://www.overleaf.com/docs?engine=pdflatex\&snip_name=More+elaborate+modiagram+example\&snip=%5Cdocumentclass%7Barticle%7D%0A%5Cusepackage%7Bmodiagram%7D%0A%5Cbegin%7Bdocument%7D%0A%5Cbegin%7Bmodiagram%7D%0A+%5Catom%7Bleft%7D%7B%0A++++++1s%2C+2s%2C+2p+%3D+%7B%3Bpair%2Cup%2Cup%7D%0A++%7D%0A++%5Catom%7Bright%7D%7B%0A++++++1s%2C+2s%2C+2p+%3D+%7B%3Bpair%2Cup%2Cup%7D%0A++%7D%0A++%5Cmolecule%7B%0A++++++1sMO%2C+2sMO%2C+2pMO+%3D+%7B%3Bpair%2Cpair%2Cpair%2Cup%2Cup%7D%0A++%7D%0A%5Cend%7Bmodiagram%7D%0A%5Cend%7Bdocument%7D)

이 예제는 다음 출력을 생성합니다:

![보다 자세한 분자 오비탈 예시](/files/0c2a29fb260b19b6e15eff43c990d27356a943f0)

다이어그램의 양쪽에 세 개의 원자가 배치되고, 대응하는 분자가 가운데에 있습니다.

## 명명 체계

다음 다이어그램은 다음에서 재현된 것입니다 [`modiagram` 패키지](https://ctan.org/pkg/modiagram?lang=en) 문서입니다. 여기에는 오비탈에 사용되는 이름(레이블)이 들어 있으며, 이는 다음의 노드입니다 `tikzpicture` 따라서 다음 안에서 표준 TikZ 그리기 명령에 사용할 수 있습니다 `modiagram` 환경을 사용한다는 점뿐입니다.

![오비탈의 modiagram 이름](/files/b824b15ac54e57a820f7ec2f85dd1c8dcdbabc7e)

다음은 반결합 오비탈의 이름을 사용하는 예시입니다 `1sigma*` 를 상대적 배치를 위해 사용합니다.

```latex
\documentclass{article}
\usepackage{modiagram}
\begin{document}
\begin{modiagram}
 \atom{left}{1s}
 \atom{right}{1s={;up}}
 \molecule{
    1sMO={;pair,up}
 }
 \draw[<-,shorten <=8pt,shorten >=15pt,blue]
 (1sigma*) --++(2,1) node {반결합 MO};
\end{modiagram}
\end{document}
```

[Overleaf에서 이 예제를 엽니다.](https://www.overleaf.com/docs?engine=pdflatex\&snip_name=Using+orbital+labels+in+an+modiagram+environment\&snip=%5Cdocumentclass%7Barticle%7D%0A%5Cusepackage%7Bmodiagram%7D%0A%5Cbegin%7Bdocument%7D%0A%5Cbegin%7Bmodiagram%7D%0A+%5Catom%7Bleft%7D%7B1s%7D%0A+%5Catom%7Bright%7D%7B1s%3D%7B%3Bup%7D%7D%0A+%5Cmolecule%7B%0A++++1sMO%3D%7B%3Bpair%2Cup%7D%0A+%7D%0A+%5Cdraw%5B%3C-%2Cshorten+%3C%3D8pt%2Cshorten+%3E%3D15pt%2Cblue%5D%0A+%281sigma%2A%29+--%2B%2B%282%2C1%29+node+%7Banti-bonding+MO%7D%3B%0A%5Cend%7Bmodiagram%7D%0A%5Cend%7Bdocument%7D)

이 예제는 다음 출력을 생성합니다:

![반결합 오비탈 예시](/files/5d31f89915292d9bf1b7a33697e4baac4cd48ef1)

## 추가 읽을거리

자세한 내용은 다음을 참조하세요:

* [화학식](/latex/ko/field-specific/02-chemistry-formulae.md)
* [파인만 다이어그램](/latex/ko/field-specific/03-feynman-diagrams.md)
* [TikZ 패키지](/latex/ko/figures-and-tables/05-tikz-package.md)
* [LaTeX에서 직접 다이어그램 그리기](/latex/ko/figures-and-tables/04-picture-environment.md)
* [이미지 삽입](/latex/ko/more-topics/27-inserting-images.md)
* [그리스 문자와 수학 기호 목록](/latex/ko/mathematics/11-list-of-greek-letters-and-math-symbols.md)
* [다음 `modiagram` manual](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/contrib/modiagram/modiagram_en.pdf)


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