화1 유효핵전하의 주기성 질문
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.
-
유대종쌤 교재에 릿밋딧 너무 많음...... 지문뚫기가 상세하기는한데 그래도...
-
고2인데 수1은 뉴런했고 수2는 기출 돌리고 있는데 내년부터 수1,2뉴런 힐까요
-
윤성훈 hot7 1
인강 없이 독학으로 봐도 괜찮은가요??
-
전 아직 4권하고있음 ㄹㅇ 너무 늦게샀음 하루에 1주차씩 쳐내고있는중
-
소재별로 다릅니다. 과학기술: 수능이랑 비슷함. 수능 심화 버전 인문: 수능이랑 결...
-
투표좀 8
.
-
탁월함 찾으면 1000덕
-
기숙학원 자퇴생 7
자퇴생 받아주는 기숙학원 중에 좋은 곳 추천 좀 해주세요 비용은 상관 없어요
-
다큐멘터리나 만들면 좋겠음ㅇㅇ
-
잘자요 3
내일도 화이팅
-
둘 다 합격하면 어디 가시나요?
-
혼지서 7개년 뜯어보고 분석하난 후 실력 , 성적 차이가 큰가요? 국어 잘해지고싶어요..
-
본교재만 못사요? 총정리까지하긴 양 너무많은데 실모는 필요없고
-
가끔 보기 없는 3점짜리도 나오는데 그런건 보자마자 큰일났다 싶음
-
별로 이걸로 하는게 없더라구요...
-
뉴련이나 수분감은 언제 인강에 올라오나요?
-
수능점수가 개작살이 났는데요
-
모의고사 망하고 벽돌된 핸드폰 데이터 살리려고 15만원 쓰고 (이것도 보장안되고...
-
다 공통이랑 묶여있네요 모의고사 형태인데 기출만 모아둔 문제집 없나요? 따로 뽑아야하나
-
의사쌤이 독감주사 효과보려면 수능 한달전쯤에 맞으라고 하더라구요. 제가 작년에...
-
사실 일요일은 3시간만 함 왤캐 공부 안하는거같지;; 대충 하루 루틴이 8시...
-
수능이후로 안봄
-
나 그럼 오늘 총정리 과제 해야되는데 어라?
-
대 민 주
-
sqrt(3):2 보고 아 60도구나 하고 cos60=1/2이니까 1번 골랐는데 이 풀이 맞나요
-
욕심을 줄이는게 중요하다는 맥락에서 나오는 말인데 물론 그렇게 마음먹기어렵지만...
-
돈받고 파는 모의고사인데 매 회차마다 문제오류가 있다면 믿으시겠습니까 ㄹㅇ 공론화 마렵네 ㅋㅋ;
-
지방 러셀인데 이감 오프 라이브반 잇길래여 오프로 하던데 시즌6은 전지문...
-
난 배성민
-
너무 불안감이 심하다
-
둘 다 합격하면 어디 가시나요?
-
억울하다 억울해 0
돈덜쓰는 리부트 정상화 해줬더니~
-
노베이스 군수생 기초커리 짜봤는데 조언 부탁드립니다 7
국어: 윤혜정 개념의 나비효과 입문편 - 김승리 올오카(화작) 수학: 정승제...
-
가스라이팅 ㅈ까
-
진짜 든든함 ㅋㅋㅋ 이게 단돈 만천원이라니
-
확통 100점 vs 미적 92점 누가 수학 잘하는 건가요? 11
오르비 유저분들의 생각이 궁금합니다
-
릴스시방 5
대학일부러안간 CEO어쩌고 그만좀나와라 악플뻔히달릴거알면서왜올리는거야?
-
사문 서바이벌이나 강k같은건 다 어케 구하죠…구냥 번개장터에서사는거 말고는 답이 없나요??
-
차라리 날 죽여줘
-
제발 한번만 더 읽고 판단하라고 빠가야
-
너무 기대돼요!!!!! 10월2일부터 시작!!!
-
근데 역대 게시물중 가장 오래걸린편인게 ㅋㅋ 벽느낀다
-
프롬터 생1 샀다고 생각하고 교재 폈는데 왜 내용이 생1 아닌가 했더니 ㅅㅂ...
-
프사 평가좀 8
요즘 제 무미건조한 수험생활의 활력소임..
-
저 외관이나 그런 거 안 따지는데 안전 ㅈㄴ 따져서 사고나도 덜 다칠 튼튼한 차...
-
제가 과고입시~자퇴해서 사실상 삼수 까지 집안을 좀 축내서 돈을 좀 벌어야할거같은데...
-
얼마전까진 정말 입시 문제로 하루종일 불안했는데 며칠 전에 진짜 스트레스 받는 일...
-
노래 추천해주세요 19
밤이 오니까 없던 감성이 올라오는 듯
-
지금 고2고 뉴런 사고 너무 어려운거 같아서 김기현쌤 수1,2 아이디어랑 워크북 다...
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!