1
00:00:02,137 --> 00:00:05,514
이전 강의에서는 일차 이온화 에너지만 다루었는데요

2
00:00:05,525 --> 00:00:08,432
이번에는 일차 이온화에너지와 이차 이온화에너지를 비교해 볼게요

3
00:00:09,201 --> 00:00:11,793
리튬을 예로 들겠습니다

4
00:00:12,584 --> 00:00:18,432
리튬은 원자번호 3번이구요 3개의 양성자를 갖고 있어요

5
00:00:19,141 --> 00:00:25,191
중성의 리튬은 양성자와 전자의 개수가 같아야해요

6
00:00:25,992 --> 00:00:28,583
그러면 3개의 전자가 있겠지요

7
00:00:29,222 --> 00:00:32,900
1S에 두개 2S에 하나가 채워져 있겠네요

8
00:00:33,344 --> 00:00:36,313
1S 오비탈에 두개가 채워져있고

9
00:00:36,843 --> 00:00:41,373
나머지 전자하나는 2S 오비탈에 있겠네요

10
00:00:41,783 --> 00:00:45,661
이게 가장 간단하게 중성리튬을 나타낼 수 있겠네요

11
00:00:46,192 --> 00:00:50,282
에너지를 가해서 이 전자를 떼어내버릴게요

12
00:00:50,782 --> 00:00:54,961
이 에너지를 일차 이온화에너지 라고 부르지요

13
00:00:56,022 --> 00:01:03,313
일차 이온화에너지는 약 520KJ/mol 입니다

14
00:01:03,812 --> 00:01:06,480
전자를 하나 떼어내게 되면

15
00:01:06,982 --> 00:01:10,542
더이상 중성인 리튬원자가 아니에요

16
00:01:10,844 --> 00:01:13,573
리튬 이온이 되는것이지요

17
00:01:13,843 --> 00:01:17,982
양성자는 +3이고 전자는 2개밖에 없어요

18
00:01:18,481 --> 00:01:20,482
한개를 떼어냈으니까 두개가 되겠지요

19
00:01:20,893 --> 00:01:24,072
+3 -2 = +1 이므로 Li+ 이온이 되겠네요

20
00:01:24,451 --> 00:01:27,364
그러면 1S 오비탈에 두 개의 전자 밖에 없겠네요

21
00:01:27,634 --> 00:01:30,303
2S 오비탈에 있던 전자를 떼어냈기 때문이죠

22
00:01:30,742 --> 00:01:39,126
더 많은 에너지를 줘서 전자를 하나 더 떼어내보죠

23
00:01:40,153 --> 00:01:44,961
이 전자를 떼어내볼게요

24
00:01:45,292 --> 00:01:51,262
그러면 이걸 2차이온화 에너지라고 부를게요

25
00:01:51,914 --> 00:01:55,143
IE2 라고 표시할게요

26
00:01:55,701 --> 00:01:58,823
이 값은 약 7298KJ/mol 이에요

27
00:01:59,200 --> 00:02:02,260
두번째 전자를 떼어내면

28
00:02:02,731 --> 00:02:05,232
역시 양성자는 +3이고

29
00:02:05,854 --> 00:02:10,052
전자 하나만 남게 되겠지요

30
00:02:10,552 --> 00:02:15,053
그러면 Li2+가 되겠어요

31
00:02:15,464 --> 00:02:17,022
왜냐면 +3 -1 = +2 이기 때문이죠

32
00:02:17,491 --> 00:02:23,613
Li 2+의 전자배치는 1S 에 전자 하나만 있겠네요

33
00:02:25,644 --> 00:02:31,252
일차 이온화 에너지와 이차 이온화 에너지는
큰 차이가 있다는 것을 알 수 있어요

34
00:02:31,613 --> 00:02:34,673
520 대 7298 이죠

35
00:02:35,403 --> 00:02:40,221
왜 이렇게 큰 차이를 보이는지 알아보죠

36
00:02:42,961 --> 00:02:46,481
3개의 요소로 분석해 볼게요

37
00:02:46,964 --> 00:02:51,251
첫번째는 핵전하량 이에요

38
00:02:51,572 --> 00:02:54,603
핵에 있는 양성자의 전하량을 말해요

39
00:02:54,964 --> 00:02:57,373
중성 리튬을 보면

40
00:02:57,751 --> 00:03:00,403
핵에는 +3의 전하를 띱니다

41
00:03:00,862 --> 00:03:05,953
+3의 전하량만큼 이 전자를 끌어 당기게 되는 것이지요

42
00:03:06,335 --> 00:03:10,621
Li + 양이온을 보면 비슷한 상황이죠

43
00:03:11,001 --> 00:03:18,453
역시 3개의 양성자가 있어서 +3의 전하량으로 끌어 당기는 것이죠

44
00:03:18,772 --> 00:03:28,623
같은 숫자의 양이온이 있기 때문에 더 영향력이 큰 요소를 고려해야 해요

45
00:03:29,092 --> 00:03:33,213
두번째로 전자가리움을 고려해 보죠

46
00:03:33,531 --> 00:03:37,121
shielding 은 screening 이라고도 하죠

47
00:03:37,474 --> 00:03:41,653
가리움 효과를 고려해 볼게요

48
00:03:41,973 --> 00:03:46,233
더 안쪽 오비탈에 있는 전자를 생각해보면

49
00:03:46,581 --> 00:03:52,913
이 두 전자가 안쪽오비탈에 있는 전자가 되겠어요

50
00:03:53,112 --> 00:03:58,672
이 두 전자는 바깥쪽에 있는 전자를 밀어내게 됩니다

51
00:03:58,913 --> 00:04:00,582
이 쪽 전자도 밀어내게 되구요

52
00:04:01,913 --> 00:04:08,913
전자의 반발력 때문에 핵의 전하량을 덜 느끼게 되는 것이죠

53
00:04:09,203 --> 00:04:15,582
+3의 핵전하량을 다 못느끼는 것이죠

54
00:04:18,521 --> 00:04:23,780
유효 핵전하를 생각하려면 양성자의 전하량에서

55
00:04:24,081 --> 00:04:32,311
1S 오비탈에서 가리는 두 전자를 빼주면 됩니다

56
00:04:32,673 --> 00:04:35,582
그러면 유효핵전하는 +1 정도가 되겠네요

57
00:04:35,964 --> 00:04:41,051
그러면 이 핑크색의 전자는 +3의 전하량이 아니라

58
00:04:41,206 --> 00:04:46,463
+1 정도의 전하량으로 느끼게 된다는 것이지요

59
00:04:46,703 --> 00:04:49,372
실제 계산은 약 1.3 정도로 나옵니다

60
00:04:49,733 --> 00:05:00,524
가리움 효과를 적용하면 모든 핑크색의 전자가 느끼는 전하량을 감소시킵니다

61
00:05:00,902 --> 00:05:09,964
이 쪽 전자로 넘어오게 되면

62
00:05:10,253 --> 00:05:12,541
같은 상황이 아닌것이죠

63
00:05:12,963 --> 00:05:15,662
가릴수 있는 전자가 적어지게 됩니다

64
00:05:15,993 --> 00:05:19,071
같은 오비탈의 이 전자는 조금 덜 반발하게 됩니다

65
00:05:19,570 --> 00:05:29,373
그래서 +3의 핵전하량을 다 느끼지 못하지만

66
00:05:29,693 --> 00:05:37,372
이전 상황보다는 더 많이 느끼게 되면서 강한 인력이 작용하게 되죠

67
00:05:37,632 --> 00:05:40,902
그래서 이 핑크색의 전자를 붙들고 있으려고 하고

68
00:05:41,192 --> 00:05:43,994
더 많은 에너지를 필요로 하게 되는거죠

69
00:05:44,403 --> 00:05:57,663
가리움 효과는 일차이온화에너지 보다 
이차이온화에너지가 큰 이유를 말해주고 있어요

70
00:05:58,223 --> 00:06:06,922
마지막 요소로는 핵에서 핑크색 전자가 떨어진 거리입니다

71
00:06:07,274 --> 00:06:14,892
이 전자는 두번째 에너지 준위 만큼 떨어져 있어요

72
00:06:15,331 --> 00:06:19,091
이 전자 보다 더 멀리 떨어져 있게 됩니다

73
00:06:19,280 --> 00:06:22,923
이 전자는 1S 오비탈에 해당하는 에너지 준위에 있어요

74
00:06:23,274 --> 00:06:26,743
이 쪽 거리가 더 짧게 되는 것이죠

75
00:06:27,061 --> 00:06:32,321
가까이 있는 전자가 핵전하량을 더 많이 느낄수 있겠지요

76
00:06:32,712 --> 00:06:36,092
이는 쿨롱의 법칙으로 설명할 수 있어요

77
00:06:36,412 --> 00:06:38,591
인력이 증가하게 되니까

78
00:06:38,912 --> 00:06:43,592
그 인력을 끊으려는 에너지가 더 많이 들겠지요

79
00:06:43,882 --> 00:06:47,821
그래서 이차이온화에너지가 더 크게 되겠네요

80
00:06:48,352 --> 00:06:51,974
이것도 이온화에너지의 증가를 설명할수 있겠어요

81
00:06:52,413 --> 00:06:56,942
거리가 짧으면 더 많은 에너지를 들게 한다는 것이죠

82
00:06:57,212 --> 00:07:00,821
이게 또다른 이유가 될 수 있겠네요

83
00:07:01,061 --> 00:07:12,821
Li +가 되는 것이 Li2+가 되는 것보다 어렵다는 것이겠죠

84
00:07:15,151 --> 00:07:32,351
각 이온의 이온화 에너지를 보면
어떤 이온이 형성되기 쉬운지 알 수 있을겁니다