[화학결합1] 이온화 에너지와 전자 친화도

두 개념은 서로 상반되는 개념입니다. 

이온화 에너지란? 원자로부터 전자를 떼어내기 위해 요구되는 에너지를 말합니다. 특징으로는 이 에너지 값은 '양수'라는 점인데요. 이 의미는 전자를 떼어내기 위해 에너지를 흡수한다고 보시면 되겠습니다.

 

전자 친화도란? 반대로 원자에 전자를 첨가해주기 위해 요구되는 에너지를 말합니다. 눈치채셨겠지만 특징으로는 음수값을 가진다는 점입니다. 둘다 단위는 kJ/mol입니다. 

 

먼저 이온화 에너지의 주기적 성질을 보도록 합시다. 

원소 주기율표 <출처 - 대한화학회>

이온화 에너지는  유효핵전하와 핵과 전자 사이의 거리에 의존합니다. 그렇기 때문에 일반적으로는 주기율표 상에서 위로 갈수록 그리고 오른쪽으로 갈수록 많은 에너지가 요구됩니다. 

 

다만, 조심하셔야할 것은 이온화 에너지가 가지는 예외성입니다. 대표적인 예 2개만 알고가시면 됩니다. 

1) Be의 이온화 에너지가 B보다 높다는 것.  2) N이 O보다 더 큰 이온화 에너지를 가진다는 점

 

1번의 이유는 오비탈과 관련있습니다. Be은 1s2s오비탈이 다 채워진 상태로 안정한 상태입니다. 그렇기 때문에 여기서 전자를 제거하려면 앙탈부리는거죠. 아아 싫어요! 꺼지세여! 이런거죠  근데 B를 보면 p오비탈에 전자 하나 덩그러니 놓여있습니다. 저라도 혼자 교실에 남아있으면 나가고 싶을거에요 ㅎㅎ;; 

 

2번의 이유는 훈트의규칙에 관련있습니다. 오비탈을 그려보시면 N은 2p^3이구요. O는 2p^4입니다.  훈트의 규칙이 뭐였나요? 전자들은 오비탈에 채워질 때, 비어있는 자리에 먼저 채워지는 성질을 가진다는거죠?  여러분들이 버스에 앉으면 옆자리에 누구없으면 편히 가듯이요. 산소를 보면 이제 짝지어진 전자가 존재합니다. 그렇기 때문에 여기서 전자를 하나 제거한다고하면 옳다구나 하고 어서 데려가세요~ 그러는거죠

 

 

다음은 전자 친화도를 봅시다.

- 전자 친화도의 주기적 성질을 보시면요. 할로겐 족이 제일 큰 음수값을 가집니다. 제가 전자 친화도는 음수값 가진다고 했져?  근데 왜 할로겐 족이 유독 이럴까요?  왜냐하면 얘네들은 전자를 하나만 더 받으면 '옥텟 규칙' 이라는 것을 만족하기 때문입니다. 이제 곧 옥텟 규칙에 대해 설명할건데 간단히 말씀드리자면  최외각 전자의 개수가 8개일 때 원자가 가장 안정하다라는 규칙입니다. 그래서 영족기체들이 가장 높은 안정성을 띠죠. 비활성 기체라는 말이 그래서 나온겁니다.

 

그래서 알칼리금속애들은 전자 친화도가 크지 않습니다. (큰 음수가 아니라는 뜻)

신기한 것은 2족애들입니다. 얘네는 영족기체와 거의 유사한 값을 가집니다. 왜일까요? 바로 오비탈때문입니다. 이온화 에너지와 그 이유가 비슷하죠?  s오비탈에 다 꽉채워진 상태라 더 이상 전자를 받고싶지 않다~ 이런겁니다.

 

전자 친화도는 딱히 두드러지는 경향성이 없어서 이렇게만 알아두시면 될겁니다.