이온화 에너지

전자가 얼마나 단단하게 붙어 있는가?

• **이온화 에너지(Ionisation energy)**는 기체 원자에서 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지입니다.
• 그 경향과 급감(dips)은 껍질(shells)과 아크오비탈(sub-shells) 존재에 대한 강력한 증거입니다.
• 이는 시험에서 자주 나오는 주제입니다.

첫 번째 및 연속적인 이온화 에너지

• 첫 번째 이온화 에너지는 1몰의 기체(gaseous) 원자로부터 전자 하나를 제거하는 것입니다 (단위 $\text{kJ}/\text{mol}$):
  $$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
• 연속적(successive) 이온화 에너지는 매번 다음 전자를 제거하며, 예: $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
• 각 연속적인 값은 더 큽니다. 전자가 더 양전하가 큰 이온을 남기기 때문입니다.

이온화 에너지에 영향을 미치는 요인

• 원자핵의 전하(nuclear charge) — 양성자가 많을수록 → 인력이 강해짐 → IE 증가.
• 원자 반경(atomic radius) — 바깥쪽 전자가 더 멀어짐 → 인력이 약해짐 → IE 감소.
• 차폐 효과(shielding) — 안쪽 껍질이 많을수록 → 차폐 효과가 커짐 → IE 감소.

나트륨의 연속 이온화 에너지: 큰 점프는 전자 2,8,1 껍질을 보여줌

경향과 특징적인 급감(dips)

• 주기에 걸쳐 IE는 일반적으로 증가하며, 족으로 내려갈수록 감소합니다.
• 그러나 제3주기에 두 가지 급감이 나타납니다. 이는 **아크오비탈(sub-shells)**에 대한 증거입니다:

• Al 급감: 전자가 더 높은 에너지의 3p 아크오비탈에서 유래합니다.
• S 급감: 짝지어진 3p 전자는 제거하기 쉽습니다 (스핀 쌍 반발(spun-pair repulsion)).

연속적 IE → 껍질(shells)

• 다음 전자가 안쪽壳 closer in에서 와야 할 때 큰 **점프(jumps)**가 발생합니다.
• 첫 번째 큰 점프 전에 제거된 전자의 수를 세면 해당 원소의 **족(group)**을 알 수 있습니다.

이해했습니다