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[일반화학] 3.6 전기음성도 : 분자에서 전자를 끌어들이는 원자의 특성[일반화학] 2023. 5. 22. 21:14
일반화학 - 전기음성도 : 분자에서 전자를 끌어들이는 원자의 특성에 대해 알아보겠습니다. 결합의 종류 : 전자의 이동 경향성으로 설명 화학적 결합의 고전적 모델은 일반적으로 결합 내에서 전하 분리의 정도를 기준으로 원자 쌍 사이에서 형성되는 세 가지 유형의 결합을 구분합니다. 이온 결합은 한 원자에서 다른 원자로 하나 이상의 원자가전자가 완전히 이동하여 전기적인 힘에 의해 서로 결합되는 경우를 의미합니다. 이 과정에서 양이온과 음이온이 형성됩니다. 공유 결합은 전자가 원자 간에 공평하게 나누어지며 (거의 없거나 전혀 없는) 전하 분리가 없는 경우를 의미합니다. 양극성 공유 결합은 전하 분리의 정도가 결합 축을 따라 일부 원자 전하 분리 또는 극성화가 이루어지는 상황을 나타냅니다. 그러나 이온을 생성하지는..
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[일반화학] 3.4.2 원자의 껍질 모델과 주기적 성질[일반화학] 2023. 5. 22. 00:50
일반화학 - 원자의 껍질 모델과 주기적 성질에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 간단한 화학반응의 원형으로 이온화 과정을 살펴보면서 우리는 껍질 모델을 도출하였습니다. 우리는 껍질 모델과 Z(eff) 개념을 이용하여 각 주기마다 IE1의 일반적인 증가 경향과 주기의 끝에서 급격히 감소하는 것을 설명했습니다. 주기를 따라 이동할 때마다 각 원자는 핵의 양의 전하 한 단위를 추가하고 외부 껍질에 전자를 하나 추가합니다. 만약 껍질 내의 전자들이 핵으로부터 거의 동일한 거리에 위치한다면, 매우 단조롭게 Z가 증가함에 따라 전하 강하는 증가할 것입니다. Z(eff)는 항상 주기를 따라 증가하며, 완전한 차폐는 결코 일어나지 않기 때문입니다. 예를 들어, 외부 전자들은 Li에서 F로 2주기를 따라 이동함에 따라 점차..
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[일반화학] 3.4.1 원자의 껍질 모형[일반화학] 2023. 5. 19. 15:05
일반화학 - 원자의 껍질 모형에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 유효 퍼텐셜에너지 이온화 과정을 단순한 화학반응으로 살펴보면, 전자들이 핵을 둘러싸고 있는 일련의 껍질에 위치해 있다는 결론을 얻을 수 있습니다. 이는 놀랍게도 실험적 결과입니다. 원자의 모든 전자들은 동일하며, 모두 같은 핵과 상호작용합니다. 그렇다면 왜 그들은 껍질에 배열되어 있으며, 특정 껍질에 얼마나 많은 전자가 배치될 수 있는지는 무엇에 의해 결정될까요? 우리는 다전자 원자 내에서 작용하는 힘과 이에 따른 퍼텐셜에너지의 함수들을 고려하여 이에 대한 설명을 찾아보기 시작합니다. 예를 들어, Z가 3인 Li를 고려해 봅시다. 각각의 전자는 핵에 의해 당겨지며 다른 전자들에 의해 쿨롱 상호작용에 의해 밀려납니다. 우리는 좌표계의 원점에 리..
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[일반화학] 3.4 이온화에너지, 원자 껍질 모형, 가려짐[일반화학] 2023. 5. 18. 00:22
일반화학 - 이온화 에너지, 원자 껍질 모형, 가려짐에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 결합 형성에 대한 토론을 하기 전에, 화학 반응의 과정에서 전자 분포가 변경됨을 알립니다. 가장 간단한 화학 반응은 중성 원자로부터 잔자가 제거되거나 전자가 추가되어 양전하를 가진 양이온 또는 음전하를 가진 음이온이 형성되는 반응입니다. 이러한 반응은 물리적 과정으로 간주될 수 있지만, 양쪽 경우의 원료 및 생성물은 서로 다른 화학적 특성을 가지므로 이는 분명히 화학적인 변화입니다. 이번 포스트에서는 양이온 생성 과정에 초점을 맞추고자 합니다. 이러한 과정과 관련된 에너지 변화는 3.2절에서 논의한 화학적 반응성 추세와 일치하는 주기적 추세를 보여줍니다. 이 상관 관계는 원자의 전자 손실 또는 획득을 통제하는 요인을 이..
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[일반화학] 3.3(2) 원자 내 힘, 퍼텐셜에너지[일반화학] 2023. 5. 17. 01:38
일반화학 - 원자 내 힘과 퍼텐셜에너지에 대하여 계속 알아보도록 하겠습니다. 한 번 우리가 위치에너지 함수 V(r)를 알게 되면, 우리는 입자의 운동을 예측하는 데에 사용할 수 있습니다. 한 입자가 다른 입자에게 가하는 힘의 방향은 인력이나 척력에 따라 결정되는데 이는 두 입자 사이의 거리에 대한 위치 에너지 함수의 기울기에 의해 결정됩니다. 만약 dV/dr이 특정 거리 r에서 양수라면, 두 입자 사이에는 인력이 작용하고, 만약 dV/dr이 음수라면, 두 입자 사이에는 척력이 작용합니다. 만약 힘을 가하는 입자가 좌표계의 원점에 위치하고 있는 경우와 벡터 r이 힘을 받는 입자를 향하고 있는 경우, 이러한 결과 식들은 간단해집니다. 그러나 이는 일반적으로 그렇지 않을 수도 있습니다. 이원자 분자조차도 두 ..
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[일반화학] 3.3 원자 내 힘, 퍼텐셜에너지[일반화학] 2023. 5. 15. 20:56
일반화학 - 원자 내 힘과 퍼텐셜에너지에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 원자는 화학 조합 법칙의 간접적인 추론으로 존재가 유추되었습니다. 톰슨과 러더퍼드의 연구를 시작으로, 원자의 이해는 물리학 분야에도 속했으며 전자와 핵 사이의 전기적인 힘의 결과물로서 원자의 구조와 행동을 설명하려는 노력이 있었습니다. 현대 화학은 이러한 주제들을 결합하여 원자 내부의 전기적인 힘을 통해 화학적 행동을 설명합니다. 이번 포스트의 목적은 이러한 힘들과 관련된 퍼텐셜 에너지의 성격과 크기에 대한 이해를 제공하며, 화학 결합 생성에 대한 학습을 준비하는 것입니다. 원자에 대한 퍼텐셜 에너지 다이어그램을 이해하고 사용하는 것이 필수적입니다. 원자의 퍼텐셜에너지 (러더퍼드의 행성 모델) 러더퍼드의 행성 모델은, 중앙에 양성자 ..
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[일반화학] 3.2 이성질체, 주기율표[일반화학] 2023. 5. 13. 11:55
일반화학 - 이성질체와 주기율표에 관하여 알아보도록 하겠습니다. 자연 혹은 실험실에서 발견되는 서로 다른 화합물들이 동일한 분자식을 가지고 있지만 서로 다른 분자 구조와 따라서 서로 다른 물성을 가지는 경우가 자주 있습니다. 이러한 화합물을 이성질체라고 하며, 각각 별도로 명명되고 특징화됩니다. 각 이성질체의 구조식, 세부 분자 구조 및 모양을 작업해야 합니다. 이성질체의 존재는 화합물의 성질이 분자의 구조에 의해 결정된다는 것을 확연하게 보여줍니다. 유기 화학, 무기 화학 및 생물 화학에서 여러 가지 다른 종류의 이성질체 화합물이 나타나며, 분자의 3차원 구조를 이해하는 것이 화합물의 행동을 설명하는 데 필수적입니다. 위에서 설명한 표현은 주로 비금속 원소 간의 공유 결합으로 형성된 화합물에 적합합니다..
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[일반화학] 3.1(2) 원자 껍질, 화학결합의 고전 모델, 분자의 표현[일반화학] 2023. 5. 12. 20:11
일반화학 - 원자 껍질, 화학결합의 모델, 분자를 표현하는 방법에 대해서 계속해서 알아보겠습니다. 3.1 분자의 표현(계속) 분자의 구성과 질량이 명확하게 특정되면, 한 가지 질문거리가 생깁니다. 왜 분자식에 명시된 특정 수의 원자만을 포함하고 있는 것일까요? 이러한 원자들은 분자 안에서 어떻게 서로 연결되어 있을까요? 분자의 3차원 구조와 모양은 무엇일까요? 분자의 특성을 이해하는 첫 번째 단계는 해당 분자의 '압축 구조식'(condensed structural formula)을 찾는 것입니다. 이것은 원자들이 서로 어떤 종류의 결합으로 연결되어 있는지를 지정합니다. 예를 들어, 에탄올의 분자식은 C2H6O이고 그 압축 구조식은 CH3CH2OH 입니다. 압축 구조식은 (관례적으로) 두 개의 탄소 원자가..