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
2.3.3. 공유 반지름과 이온 반지름
- 원자와 이온의 크기는 이온화 에너지와 전자 친화도에 연관되어 있음
- 핵전하가 증가할수록 전자는 원자 중심으로 끌리고, 특정한 궤도함수의 크기는 감소
- 반면, 핵전하가 증가하면서 더 많은 전자가 원자에 더해지고 이들의 상호 반발은 바깥쪽 궤도함수를 더 크게 함
- 이 두 효과, 핵전하 증가와 전자수 증가는 각 주기에서 오른쪽으로 감에 따라 원자 크기를 점진적으로 감소시킴
- 극성이 없는 분자의 결합 길이를 계산한 무극성 공유 반지름
- 원자의 크기를 측정하는 다른 방법) van der Walls 반지름과 같은 방법에서는 크기를 정의하기 위해 다른 원자와의 충돌 이용
- 어떠한 방법을 이용하여 측정해도 일관된 데이터를 얻기 쉽지 않은데, 그 이유는 극성, 화학 구조, 분자의 물리적인 상태가 한 화합물에서 다른 화합물로 갑자기 바뀌기 때문
- 여기서 보여 주는 수치는 일반적으로 한 원소를 다른 원소와 비교하기 위한 목적으로는 충분
- 이온의 크기를 결정하는 것도 유사한 문제점을 갖고 있음
- 서로 다르 원소의 안정한 이온은 서로 다른 전하와 전자수를 갖고있고, 이들의 화합물이 서로 다른 결정 구조를 갖고 있기 때문에 비교 목적을 위한 한 벌의 수치를 찾기는 매우 어려움
- 전에 나온 데이터는 Pauling의 접근법에 기초를 두고 있는데, 등전자 이온의 반지름비가 그것의 유효 핵전하비와 같다고 가정
- 전에 발견한 것보다 더 큰 양이온과 더 작은 음이온을 보여주는 X-선 데이터로부터 얻은 전자밀도 지도가 포함됨
- Shannon : 결정 반지름
- 이온 반지름의 옛 값에 비해 일반적으로 양이온에 대해서는 +14 ppm 만큼 음이온에 대해서는 - 14 ppm 만큼 다르며, 보다 최근의 측정에 따라 새 값으로 수정함
- 위 표는 원자와 이온의 모호한 성질을 인식하는 한도 내에서 결정 내 이온 쌓임과 다르 계산에 대한 대략적 추정에 이용할 수 있음
- 이온 크기에 영향을 미치는 인자: 이온의 배위수, 공유 결합성, 정상적인 결정 구조로부터의 일그러짐, 전자의 비편재화 등을 들 수 있음
(제 7장 금속 또는 반도체 특성)
- 음이온의 반지름은 양이온의 크기와 전하에 영향을 받는 반면, 음이온은 양이온의 반지름에 영향을 덜 미침
- 표 2.10 : 음이온이 비슷한 전자수를 가진 양이온보다 일반적으로 더 크다는 것을 보여줌
- 양이온의 전하가 강한 효과를 나타내는 Na+, Mg2+, Al3+ 계열의 예에서 볼 수 있듯이, 반지름은 전자 구조가 같은 이온에 대해 핵전하 증가에 따라 감소
- 같은 족 내에서 이온 반지금은 Z가 증가함에 따라 반지름이 증가하는데, 이는 이온 내 전자수가 더 많이 때문임
- 같은 원소에 대해서 반지름은 양이온의 전하 증가에 따라 감소함
- 위 표에서 경향성 확인 가능
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