2.1 원자 이론의 역사적 발전
2.1.1 주기율표
2.1.2 원자구성 입자(Subatomic Particles)의 발견과 Bohr 원자
2.2 Schrodinger 방정식
2.2.1 상자 속 입자(Particle in a Box)
2.2.2 양자수와 원자 파동함수
2.2.3 쌓음 원리
2.2.4 가려막기
2.3 원자의 주기적 성질
2.3.1 이온화 에너지
2.3.2 전자 친화도
2.3.3. 공유 반지름과 이온 반지름
2.3 원자의 주기적 성질
- 주기율표에서 비슷한 전자 배치에 근거해 원자를 배치한 것이 유용한 점 : 주기율표에서 원자의 위치가 원소의 성질을 예측할 수 있다는 것
2.3.1 이온화 에너지
- 이온화 퍼텐셜이라고 하며, 기체 상태의 원자 또는 이온으로부터 전자를 제거하는 데 필요한 에너지
- n = 0(1차 이온화 에너지), n = 1(2차 이온화 에너지) 등
- 가려막기 효과로부터 예상할 수 있듯 이온화 에너지는 핵의 종류 및 전자수에 따라 변함
- 주기율표 전반부에 있는 원소들의 일차 이온화 에너지의 경향성
- 한 주기를 가로지를 때 이온화 에너지의 일반적 경향성은 핵전하 증가에 따라 이온화 에너지가 증가한다는 것
- 그러나, 붕소 산소에서 일반적인 경향성으로부터 벗어남을 보임
- 붕소는 2s 전자에 의한 가려막기 효과에 의해 높은 에너지 준위의 2p 궤도함수를 갖기 때문에 붕소의 2p 전자는 Be의 2s 전자보다 쉽게 잃을 수 있어 이온화 에너지가 낮음
- 산소의 네 번째 2p 전자에서 유사한 이온화 에너지 감소가 나타남
- 네 번째 전자는 3개의 2p 전자와 궤도함수를 공유하므로, 아래의 쌍을 이룬 저나 사이의 반발력(Πc)은 산소로부터 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지를 감소시킴.
- 따라서 산소는 질소보다 낮은 이온화 에너지를 가짐
- 유사한 경향성이 다른 주기인 Na ~ Ar 주기와 전이 금속을 제외한 Kr-Kr에서도 나타남
- 전이 원소들은 작은 이온화 에너지 차이를 갖고있으며, 가려막기 효과와 유효 핵전하의 증가가 균형을 이루고 있기 때문
- 이온화 에너지의 훨씬 큰 감소가 각 주기를 시작할 때 나타나는데, 그 이유는 주양자수가 하나 증가함으로써 새로운 s 전자가 훨씬 높은 에너지를 갖고 있기 때문
- 영족기체에서 나타나는 이온화 에너지의 최댓값은 Z 값이 증가함에 따라 감소하는데, 그 이유는 바깥쪽 전자가 더 무거운 원소에서 핵으로부터 더욱 멀리 떨어져 있기 때문
- 전체적으로 일반적 경향 : 주기율표 왼쪽에서 오르쪽으로 갈수록 더 큰 이온화 에너지를 보이고, 주기율표의 위에서 아래로 내려올 때 더 작은 이온화 에너지를 나타냄
