순차적 이온화 에너지. successive ionization energy ★

순차적 이온화 에너지. successive ionization energy

금속 원자에서 원자가전자를 1개씩 제거할 때(이온화시킬 때)

 

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▶ 참고: 이온화 에너지의 정의

[ https://ywpop.tistory.com/2948 ]

 

 

 

▶ 순차적 이온화 에너지

> 첫 번째 전자를 제거할 때 필요한 에너지 = 1차 이온화 에너지

> 두 번째 전자를 제거할 때 필요한 에너지 = 2차 이온화 에너지

> 세 번째 전자를 제거할 때 필요한 에너지 = 3차 이온화 에너지

> n 번째 전자를 제거할 때 필요한 에너지 = n차 이온화 에너지

 

 

 

 

> M(g) → M^+(g) + e^-: 1차 이온화 에너지

> M^+(g) → M^2+(g) + e^-: 2차 이온화 에너지

> M^2+(g) → M^3+(g) + e^-: 3차 이온화 에너지

> M(g)^(n–1)+(g) → M^n+(g) + e^-: n차 이온화 에너지

 

이렇게 전자(e^-)를 1개씩 순차적으로 이온화시킬 때 필요한 에너지를

“순차적 이온화 에너지”라고 한다.

 

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▶ 순차적 이온화 에너지의 크기

1차 이온화 에너지 < 2차 이온화 에너지 < 3차 이온화 에너지

< ... < n차 이온화 에너지

 

 

 

▶ 이유

1차 이온화 에너지는

M(g) → M^+(g) + e^-

 

전기적으로 중성인 원자에서 전자 1개를 제거할 때 필요한 에너지이고,

M ↔ e^-

 

 

2차 이온화 에너지는

M^+(g) → M^2+(g) + e^-

 

중성이 아닌, +1가 양이온에서 전자 1개를 제거할 때 필요한 에너지이다.

M^+ ↔ e^-

 

 

즉, 이때부터는 양이온과 전자 사이의 정전기적 인력이 작용하기 때문에,

전자를 제거하려면 더 많은 에너지가 필요하다.

 

 

3차 이온화 에너지는

M^2+(g) → M^3+(g) + e^-

 

+1가 양이온이 아닌, +2가 양이온에서 전자 1개를 제거해야 되기 때문에,

M^2+ ↔ e^-

 

더욱더 많은 에너지가 필요하다.

( 쿨롱 힘은 두 전하의 곱에 비례한다. )

( 참고: 쿨롱 힘 https://ywpop.tistory.com/3118 )

 

 

 

 

[참고] 순차적 이온화 에너지가 갑자기 큰 폭으로 증가

▶ 핵심부 전자의 이온화

 

a. 핵심부 전자는 원자가 전자보다

원자핵에 더 가까이에 존재하기 때문에,

원자핵에 의해 더 강하게 붙잡혀 있다.

 

b. 핵심부 전자는 옥텟규칙을 만족하기 때문에,

원자가 전자보다 더 안정하다.

 

---> 이 때문에 순차적 이온화 에너지는

원자가 전자에서 핵심부 전자로 넘어갈 때

이전의 증가 추세보다 엄청나게 더 많이 증가한다.

 

---> 어떤 원소의 순차적 이온화 에너지를 쭉 살펴보면,

그 원소가 몇 족 원소인지, 또는

그 원소의 원자가 전자가 몇 개인지 알 수 있다.

 

 

 

 

[ 참고: 순차적 이온화 에너지 도표 ]

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4888 ] 원자가전자와 핵심부전자의 이온화 에너지

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4266 ] 이온화 에너지 경향성의 예외

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/19758 ] 다양성자 산에서 Ka1 > Ka2 > Ka3 인 이유

 

 

 

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