3주기 원소인 Mg와 Al의 1차 이온화 에너지 비교

3주기 원소인 Mg와 Al의 1차 이온화 에너지 비교

 

 

Why does aluminum have a lower first ionization energy than magnesium?

 

---------------------------------------------------

 

The easiest way to explain it is that Al has one unpaired electron in it’s highest energy orbital (3p), and Mg’s highest energy orbital (3s) the electrons are paired.

 

It is energetically favorable for all the electrons in an orbital to be paired, which means that breaking up this pair would require more energy.

 

 

 

> Mg의 바닥상태 전자배치: [Ne] 3s^2

> Al의 바닥상태 전자배치: [Ne] 3s^2 3p^1

 

 

 

Mg에서 1차 이온화되는 전자는 3s 오비탈에 쌍을 이루고 있고,

Al에서 1차 이온화되는 전자는 3p 오비탈에 홀로 존재한다.

 

 

 

부껍질의 모든 전자들이 짝진 상태가 에너지 측면에서 유리하다.

( = 에너지 적으로 안정하다. )

( 참고: Cu의 전자배치 https://ywpop.tistory.com/2844 )

( s 오비탈은 개수가 1개뿐이므로, 전자 2개가 쌍을 이루어도,

부껍질의 모든 전자들이 짝진 상태가 된다. )

 

 

 

안정한 전자쌍을 깨트리면서 전자를 이온화시키려면

그만큼 여분의 에너지가 더 필요하다.

이 때문에 Mg의 1차 이온화 에너지가 더 큰 값을 가진다.

 

 

 

 

또는

3s 오비탈보다 3p 오비탈의 에너지 준위가 더 높다. ( = 더 불안정하다. )

즉, 3p 오비탈은 원자핵에서 더 멀리 떨어져 있다.

이 때문에 Al의 1차 이온화 에너지가 더 작은 값을 가진다.

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4266 )

 

 

 

 

 

[ 출처: en.wikipedia.org ]

 

 

 

 

[키워드] 이온화 에너지 기준문서