1. 이온결합
[1] 이온의 형성
(1) Octet형성(비활성기체의 전자배열)을 위해 전자를
잃거나 얻어 이온이 형성
① 금속원자 - 전자(e-) ☞ 양이온
(예) Na - e- → Na+(K=2, L=8, 10Ne의 전자배열)
② 비금속 원자 + 전자(e-) ☞ 음이온
(예) Cl+ e- →Cl- (K=2, L=8, M=8. 18Ar의 전자배열)
[1] 이온의 형성
(1) Octet형성(비활성기체의 전자배열)을 위해 전자를
잃거나 얻어 이온이 형성
① 금속원자 - 전자(e-) ☞ 양이온
(예) Na - e- → Na+(K=2, L=8, 10Ne의 전자배열)
② 비금속 원자 + 전자(e-) ☞ 음이온
(예) Cl+ e- →Cl- (K=2, L=8, M=8. 18Ar의 전자배열)
※ 양 이온되기 쉬운 원소; 1, 2, 13족의 금속원소
음 이온되기 쉬운 원소; 15, 16, 17족의 비금속원소
음 이온되기 쉬운 원소; 15, 16, 17족의 비금속원소
(2) Lewis의 점전자 구조식 ; 각 원자의 최 외각 전자를 점으로 표시한식
(3) 이온 결합의 형성
(가) 양이온과 음이온사이에 작용하는 힘
(가) 양이온과 음이온사이에 작용하는 힘
① a→b ; (＋)이온과 (－)이온이 접근 쿨롱의
인력이 작용(위치에너지 감소)
② a →c ; +이온과 -이온이 너무 접근 두 이온의 전
자구름 사이의 쿨롱의 반발력이 증가=불안정③ b ; 두 힘(인력과 반발력)이 합치면 두 이온은
b거리에서 위치에너지가 최소가 된다.
(가장 안정된 상태)
인력이 작용(위치에너지 감소)
② a →c ; +이온과 -이온이 너무 접근 두 이온의 전
자구름 사이의 쿨롱의 반발력이 증가=불안정③ b ; 두 힘(인력과 반발력)이 합치면 두 이온은
b거리에서 위치에너지가 최소가 된다.
(가장 안정된 상태)
(나) 이온결합(ionic bond)
① 양이온과 음이온사이의 정전기적 인력(쿨롱의 힘)에 의한 결합
② 금속(1,2,13족) + 비금속 (16,17족 및 음성 라디칼)
③ 양이온과 음이온의 위치에너지 ☞ 최소가 되는 위치에서 결합이 형성됨.
④ 이온결합에 의해서 생긴 물질 = 이온 성 결정
* NaCl = 염화나트륨 결정
⑤ 양이온 Mm+과 음이온Xn-사이의 결합물
(양이온가수×원자수)+(음이온가수×원자수)=0
※ Mm+ Xn- = MnXm
*. 이온 결합물의 양이온과 음이온의 전하 량의 합은 0 이어야 함
(예) Al+3 O-2 ☞ Al2O3 =(3×2 +(-2) ×3 = 0)
Ca+2 Cl- ☞ CaCl2 = (2×1 +(-1)×2 = 0)
Mg+2 O-2 ☞ Mg2O2 = MgO (2×2 +(-2)×2=0)
① 양이온과 음이온사이의 정전기적 인력(쿨롱의 힘)에 의한 결합
② 금속(1,2,13족) + 비금속 (16,17족 및 음성 라디칼)
③ 양이온과 음이온의 위치에너지 ☞ 최소가 되는 위치에서 결합이 형성됨.
④ 이온결합에 의해서 생긴 물질 = 이온 성 결정
* NaCl = 염화나트륨 결정
⑤ 양이온 Mm+과 음이온Xn-사이의 결합물
(양이온가수×원자수)+(음이온가수×원자수)=0
※ Mm+ Xn- = MnXm
*. 이온 결합물의 양이온과 음이온의 전하 량의 합은 0 이어야 함
(예) Al+3 O-2 ☞ Al2O3 =(3×2 +(-2) ×3 = 0)
Ca+2 Cl- ☞ CaCl2 = (2×1 +(-1)×2 = 0)
Mg+2 O-2 ☞ Mg2O2 = MgO (2×2 +(-2)×2=0)
염화마그네슘의 생성
☆ KBr 이온성 결정의 잘라지는 성질
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[2] 이온반경
(1) Ion반경
① 핵 간거리 ; 양이온 원자핵과 음이온 원자핵 사이의 거리
② 이온반경 ; 각 이온의 중심에서 두 이온이 접촉한 면까지의 거리
∴ 핵 간 거리 = 두 이온의 반지름의 합
(1) Ion반경
① 핵 간거리 ; 양이온 원자핵과 음이온 원자핵 사이의 거리
② 이온반경 ; 각 이온의 중심에서 두 이온이 접촉한 면까지의 거리
∴ 핵 간 거리 = 두 이온의 반지름의 합
③ 이온 반경 小 ☞ Ion주위의 전기장의 세기가 커짐
이온 전하량 大
이온 전하량 大
(2) 이온 반경의 주기성
① 동족 ; 원자번호 大 ☞ 이온반경 大 *( 전자껍질 수가 많기 때문)
(예) Na+ = 0.116nm K+ = 0.152nm * 1nm =10-9m =10Å
② 동 주기 ;
㉮ 전하의 종류가 같으면 ; 원자번호大 ? 이온반경小 (핵 전하량 大)
(예) 11Na+ > 12Mg+2 > 13Al+3 . 7N-3 > 8O-2 > 9F- .
㉯ 전하의 종류가 다르면 ;
*. 양이온 반경 < 음이온 반경(전자껍질 수가 다르기 때문)
(예) S-2(K2,L8,M8) > Mg+2(K2,L8)
*. 등전자 이온; O-2> F-> Na+> Mg+2> Al+3. (핵 전하량의 차)
① 동족 ; 원자번호 大 ☞ 이온반경 大 *( 전자껍질 수가 많기 때문)
(예) Na+ = 0.116nm K+ = 0.152nm * 1nm =10-9m =10Å
② 동 주기 ;
㉮ 전하의 종류가 같으면 ; 원자번호大 ? 이온반경小 (핵 전하량 大)
(예) 11Na+ > 12Mg+2 > 13Al+3 . 7N-3 > 8O-2 > 9F- .
㉯ 전하의 종류가 다르면 ;
*. 양이온 반경 < 음이온 반경(전자껍질 수가 다르기 때문)
(예) S-2(K2,L8,M8) > Mg+2(K2,L8)
*. 등전자 이온; O-2> F-> Na+> Mg+2> Al+3. (핵 전하량의 차)
(3) 이온 반경과 원자 반경
*① 양이온 반경< 원자반경 ( Na+ < Na )
*② 음이온 반경 > 원자반경 ( Cl- > Cl )
*③ 양이온과 음이온 모두를 만드는 원자가 있다면 양이온 반경< 원자반경 < 음이온반경
(예) 이온의 화학적 성질 = 전하 밀도의 척도에 의해 결정
* 전하 밀도 = 이온의 전하량/ 이온의 반지름
Be+2의 전하 밀도 = 2/0.041 = 0.0205
Al+3의 " = 3/0.067 = 0.0223 으로 비슷함. ∴ 두 이온의 성질은 비슷
*① 양이온 반경< 원자반경 ( Na+ < Na )
*② 음이온 반경 > 원자반경 ( Cl- > Cl )
*③ 양이온과 음이온 모두를 만드는 원자가 있다면 양이온 반경< 원자반경 < 음이온반경
(예) 이온의 화학적 성질 = 전하 밀도의 척도에 의해 결정
* 전하 밀도 = 이온의 전하량/ 이온의 반지름
Be+2의 전하 밀도 = 2/0.041 = 0.0205
Al+3의 " = 3/0.067 = 0.0223 으로 비슷함. ∴ 두 이온의 성질은 비슷
[4] 이온결합 성 물질의 구조
(1)이온결정의 구조
* 라우에(Laue)의 무늬 ; X-ray를 투과 ☞ 회절 파를 사진건판에 대면 결정을 이룬 이온들이
규칙적인 점으로 나타남
(1)이온결정의 구조
* 라우에(Laue)의 무늬 ; X-ray를 투과 ☞ 회절 파를 사진건판에 대면 결정을 이룬 이온들이
규칙적인 점으로 나타남
① 면심 입방형 구조(NaCl형) ; 1개의 양이온(음이온)주위에 음이온(양이온)이 6개
② 체심 입방형 구조(CsCl형) ; 1개의 양이온(음이온) 주위에 음이온(양이온)이 8개
[4] 이온결정의 성질
① 이온결정은 단단하고 휘발성이 없고 부스러지기 쉽다
② 고체 상태에서 전기의 부도체. 수용액이나 용융 상태에서 양 도체
③ 이온간의 거리가 짧을수록 전하량이 클수록 인력이 강하므로 m.p및 b.p가 높다
(다른 물질에 비해 높다)
① 이온결정은 단단하고 휘발성이 없고 부스러지기 쉽다
② 고체 상태에서 전기의 부도체. 수용액이나 용융 상태에서 양 도체
③ 이온간의 거리가 짧을수록 전하량이 클수록 인력이 강하므로 m.p및 b.p가 높다
(다른 물질에 비해 높다)
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Na+Cl-
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Li+F-
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Ca+2O-2
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Mg+2O-2
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이온간거리Å
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3.53
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2.01
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2.40
|
2.10
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녹는점 (℃)
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723
|
870
|
2,572
|
2,800
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끓는점 (℃)
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1,330
|
1,676
|
2,850
|
3,600
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④ 이온결정은 독립된 분자가 아니고 화학식은 이온의 조성만 나타낸 실험식
⑤ 물과 같은 극성용매에 잘 녹고 수화된 이온을 형성
⑤ 물과 같은 극성용매에 잘 녹고 수화된 이온을 형성
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