화1 유효핵전하의 주기성 질문
게시글 주소: https://wwww.orbi.kr/0005757694
유효핵전하 = 핵전하 - 가리움효과 라고 하던데
같은 족에서 원자번호가 증가하면 양성자 수와 전자수가 동시에 증가하는데 양성자 수 증가의 효과가 더
크기 때문에 유효핵전하가 증가한다고 배웠는데요.
왜 전자껍질수가 늘어나는건 언급을 안하는건가요?
전자 껍질수가 증가하면 그만큼 전자의 핵으로부터의 거리가 더 멀어져서 유효핵전하가 더 감소하는데
그것까지 감안해서 유효핵전하가 증가한다고 하는건가요?..
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
원의 중심이 원점일 때 반지름이 r이고, 직선의 기울기가 m이라면 접선의 방정식은...
-
6모 확통 4등급.. 4점기출은 9,10번 빼고 손도 못 댈거 같음 유형서는 한번...
-
교대 질문받아용 4
막학기를 남겨둔 졸업반입니당 공부하기 싫어서 오르비 오랜만에왔어용
-
마닳로 2회독 끝냈는데 ㅊㅊ 좀
-
인간 관계 1
끊어야 할 인간 관계 1. 몇 주 뒤에 잡은 약속 시간 전후로 새로운 약속을 만드는...
-
시대 6평 편입 1
시대 6평 편입 합격했다고 문자왔는데 반이나 수강 선생님은 결제해야 알 수 있는건가요??
-
EBS교재 연계니 뭐니 싹 없앴으면 좋겠음... 연계가 있어서 그나마 쉬워지지...
-
선택구매라서 안살까 생각중인디
-
그 분이 총 맞은 날이군요
-
제가 직접 만든 사회문화 도표 Q100 N제 배포 이벤트를 시행합니다! 참여 방법:...
-
올해 강k 국어 1~3회 언매 등급컷 아시는 분..ㅠ
-
lfxl를 그냥 fx로 봤다던가.. 계산 실수 했다던가 등등이요..
-
고2때 까지만 해도 인강3사 1타, 시대 선생이 최곤줄 알고 있었음 고3 돼서 느낀...
-
이명학 신택스부터 할건데 지금부터 해도 커리 완주가능? 7
6모 영어가 너무 낮게 나와서 신택스부터 하루에 한두개씩 들어보려고 하는데...
-
한국외대 에타 0
아이디 양도해주실 분 계실까요? 재학생 인증이 학번이 다르다고 계속 안되서...
-
김유연 왜이리 이쁨 14
쟤는 좋겠다
-
과중이라 내신 물화생지2 4개 다하는데 얘네 절대평가로 바껴서 ABC로 나오는게...
-
ㅋㅋ
-
2학기에 미적분 듣는 고2 정파입니다 진도를 빨리 끝내야겠다는 생각과 감유지도...
-
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ 한국사> 수특 핥쨕 끗...
-
확통 사1과1 기준으로 아무 과라도 좋습니다
-
15만원짜리 사도 인정 되나요?
-
ㅈㄱㄴ
-
학교가 기말 직전에 한 교시당 30분으로 운영하면서 단축수업해서 그런가 집중이 딱...
-
하루에 두시간씩만 하면 힘들까요??? 이번 7덮 생윤 보정후 높1 윤사 2컷정도 일거같은데
-
문쾅충 3배는 증식한듯 싼맛에 다녔는데 그냥 기간 끝나면 옮겨야겟다 사장도 문 고칠...
-
드릴 왜이리쉽지 4
드릴3 수학1 푸는데 왜이리 쉬운거같지 옛날에 드릴1 수학1 풀었을때는 난이도 좀...
-
이번 주 할 것 1
나비효과 완강. 수득 영어 듣기 14강 까지 듣기 영어 단어장 14일 까지 보기. 끝
-
윤성훈 엠스킬 1
교재 필수임? 검더텅 가지고 안될까여
-
국어,수학,과탐 대충 몇정도 받아야 함?
-
현아 결혼하네 2
오....
-
고1이라서 잘 모르는데 가산점 받으면 수학 2문제정도 커버된다고 들었는데요 그럴거면...
-
7월 1일이 엊그제여야하는데;;
-
재밌구만 이거
-
개때잡 듣는중인데 그다음강의 뭐 듣는게 좋을지 아님 자습처럼 기출 풀지 모르겠네요...
-
배고파아아
-
안 살거라고 생각하고 상담이나 견적같은게 불친절할까요
-
129 1
1주일 뒤 나는 국어 확정 5등급 실력과 영어 6이상을 받을거야 할 수 있다.
-
작년에는 착실히하게 매일매일 1년동안 해서 뭔가를 유기하고 싶다는 생각은 안...
-
D-129, 서울대 수학교육과, 입시의 모든 것, 김지석 1
습~하 다 장마 속 잘지내고 있냥? 안이 나는 죽을 것 같아 어항속에 사는 고양이가...
-
내가 뭘하고 뭘 배우고있는건지 모르겠음요 어따 써먹을지도 모르겠고 이명학 들어보고싶다
-
이명학 알고리즘 맨 마지막에 알려주는 문항별 정리본 보내주거나 알려주실분 있으신가용..
-
고민중
-
너무 전형적인 문제를 내면 딱히 얻어갈만한 요소가 없을 거 같아서 일부 지엽적인...
-
이맛에 수능 공부하지 딱대
-
이런 것도 모르고 의대갈 수 있었다니 15수학은 전설이 맞다...
-
친구 사귀고 싶은데 19
어떻게 하는지 모르겠어요
-
생명 지구 수능 준비 어떻게 해야할까요? 일단 내신으로는 둘 다 1등급 따긴 했는데...
쉽게 풀어보면
껍질 수가 늘어난다는 것을
1.거리 증가
2.가리움효과 증가
로 구분해보지요
보통의 주기적 성질은 대부분
거리 변화>핵전하 변화>가리움 변화
순으로 영향을 끼치는데
유효핵전하는 거리와는 관련이 전혀 없습니다.
정확히는 전자간 반발과만 관련이 있지요
예를들면 수소(양1 전1)에서
전자가 느끼는 유효핵전하는
바닥상태이든 들뜬 상태이든 같습니다.
받는 전기력의 세기는 달라지겠지요
그래서 같은 족일때 최외각 전자가 느끼는 유효핵전하가 받는 영향은
핵전하>가리움 두개만 작용한다고
생각하시면 편합니다
바로 윗분 말씀이 맞아요. 유효 핵전하는 전자가 받는 인력이 아니며, 핵과의 거리하고는 무관합니다. 예를 들어서 수소 원자 있잖아요. 수소 원자에 전자가 한개 있을텐데, 이 때 전자와 핵까지의 거리는 얼마고 전자가 어떤 껍질에 있는가와는 전혀 상관없이 전자가 받는 유효 핵전하는 무조건 +1입니다. 물론 전자가 핵에서 멀어진다면 전자가 받는 인력은 줄어들겠죠. 하지만 유효 핵전하는 무조건 +1입니다.
그럼 유효 핵전하의 실체가 뭐냐구요? 그냥 (양성자 수)-(가리움 효과)라고 알아 두시면 됩니다. 수소 원자같은 경우 (양성자 수)=1 이고, 가리움 효과를 일으키는 다른 전자가 없기 때문에 (가리움 효과)=0 이므로 이 경우 유효 핵전하는 그냥 1이 되는 거구요.
“유효핵전하 = 핵전하 - 가리움효과”인 것은 다 알고 있지만, 가리움 효과에 대한 설명은 많지 않다. 화학 1에서는 유효핵전하는 최외각 전자 1개에 대해 핵의 핵전하를 느끼는 쿨롱의 법칙으로 계산한다.
유효 핵전하를 계산하기 위해서 가리움효과를 정량적으로 표현하는 가리움상수라는 것을 도입을 한다. 가리움상수는 오비탈의 개념을 도입한 양자역학적으로 매우 복잡한 계산을 거쳐 계산되어지는데, 같은 주기에서 원자 번호가 증가할 때 핵의 양성자와 전자가 1씩 증가함에 따라 증가된 전자가 다른 전자와의 반발력등으로 효과적으로 완전히 핵의 전하를 가려 주지 못하여 그 가리움효과가 크게 나타나지 못하여 많이 증가되지 못한다. 그래서 유효핵전하는 같은 주기에서 원자번호가 증가함에 따라 증가한다. 이러한 계산은 1930년대의 Slater's rule이 수식으로 만들어져 알려져 있고 같은 주기에서는 잘 적용된다.
그러나 같은 족에서는 Slater's rule을 적용하면 약간의 오차가 생기는데 더 전문 서적에는 Clementi의 자료가 적용되고 있다. Clementi의 수식도 orbital의 복잡한 양자 역학적 수식으로 풀면서 주양자수 n과 s 오비탈이 주양자수가 증가하여도 핵 가까운 곳에서 발견될 확률이 p 오비탈 보다 크게 나타나는 “침투 효과“의 설명을 첨가하였다.
다음 원소에서 최외각 전자들의 유효핵전하(Zeff)를 비교해 보면 1족에서 밑으로 갈수록 증가한다.
H(Zeff; 1),,...................................,He(Zeff; 1.7)
Li(Zeff; 1.3) ,,,,,,,,,F(Zeff; 5.1), Ne(Zeff; 5.8)
Na(Zeff; 2.5), ,,,,,, Cl(Zeff: 6.1), Ar(Zeff; 6.8)
K (Zeff; 3.5).....
1s, 2s, 2p 오비탈의 거리에 따른 전자를 발견할 확률을 나타낸 그림에서 많이 보았을 것이다. 3s 혹은 4s도 핵 근접구역에서 작은 봉우리가 존재할 것이다. 이런 현상을 침투 현상이라고 한다. 이런 현상에 의해 Li의 2s(1), Na에서 3s(1), K의 4s(1)의 전자배치에서 각 새로운 주양자수의 s 오비탈의 특징을 볼 수 있다. Cl에서 K로 갈 때 유효 핵전하의 급격한 변화는 전자껍질의 증가, 원자의 크기에 의한 것에 의한 인력의 변화인 것은 감을 잡을 수 있을 것이다. 그리고 Na에서 K의 변화를 볼 때 K의 핵전하는 19로 증가하고 K의 4s orbital의 이런 침투 효과 때문에 전자는 핵과 만날 수 있는 기회가 더 생기고 인력적으로 더 커질 수 있게 되어 전자껍질이 증가하여 크기가 증가하더라도 유효핵전하가 약간 증가되는 것 같다.
결론적으로 보면 유효 핵전하는 오비탈로 계산된 가리움 효과를 사용하고 가리움 효과에는 각 오비탈이 갖는 거리적인 요소까지도 다 포함되므로 따로 거리를 고려할 이유는 없는 것 같다.
1. 잘못 오해하면 유효 핵전하는 정전기적인 쿨롱의 힘이라고만 생각하면 오해할 수 있는 소지가 있으므로 확실히 해둔다.
2. 전자껍질이 증가하는 족의 증가에 따른 유효 핵전하는 비록 원자의 크기는 증가하지만 s 오비탈의 특성으로 새로운 침투현상으로 인해 증가된 핵전하에 따라 약간 증가한다.
3. 유효 핵전하는 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 증가한다와 원자의 크기의 감소도 같이 설명할 수 있다. 유효 핵전하가 증가하므로 핵과 전자간의 인력이 증가하여 원자반지름이 감소한다. (물론 원자 반지름의 정의를 다시 생각하자. 동종 이원자 분자에서 핵간 거리의 반으로 정의함).
4. 이온화 에너지의 Be-B,N-O, Mg-Al, P-S의 예외를 빼면 같은 주기에서 유효 핵전하의 증가와 이온화 에너지의 증가 현상은 같다.
5. 족의 증가에 따른 이온화 에너지 감소와 유효 핵전하를 같이 연결하면 설명하기가 어렵다. (또 다른 설명이 필요하다?????. 오비탈의 에너지 준위 등 ??)
6. 족의 증가에 따른 유효 핵전하의 크기와 족의 증가에 따른 원자 반지름과의 관계 또한 설명이 어렵다. (물론 원자 반지름의 정의를 다시 생각하자. 유효 핵전하는 순수하게 원자 자체에서 얻은 값이고 원자 반지름은 ?).
chemi님, 최선의 의학님, 뜳훏뚧훏님 감사합니다. 댓글을 늦게 작성해서 죄송해요.
덕분에 유효핵전하의 주기성을 이해하는데 많은 도움이 됬습니다.
별 기대 안하고 올린 글이었지만 정성들여 답변해주셔서 정말 감사합니다!