1

이온 결합 (Cont.)13045 박현민

2

이온 결합 형성의 에너지론2.3

3

Na(g) + Cl(g) → NaCl(s)

4

Na(g) + Cl(g) → Na+(g) + Cl-(g)

이온화 에너지 전자 친화도

5

Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s)

이온들 간의상호 인력

6

정리

7

이온 간 상호작용2.4

8

이온 결합 물질의 특성

9

이온 결합 물질의 특성 (Cont.)

10

이온 결합 물질의 특성 (Cont.)

11

이온 결합 물질의 특성 (Cont.)

12

이온 결합 물질의 특성 (Cont.)

13

두 이온 간의 Coulomb 퍼텐셜 에너지

𝐸𝑝 ,12=(𝑧1𝑒)×(𝑧2𝑒)4𝜋 𝜀0𝑟 12

=𝑧1𝑧 2𝑒

2

4 𝜋 𝜀0𝑟12

14

중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지

𝐸𝑝=𝑒2

4𝜋 𝜀0×(− 𝑧

2

𝑑+ 𝑧 2

2𝑑−𝑧2

3𝑑+⋯)𝐸𝑝=−

𝑧 2𝑒2

4𝜋 𝜀0𝑑×(1− 1

2+ 13−14

+⋯)𝐸𝑝=−𝑧 2𝑒2

4𝜋 𝜀0𝑑× ln 2

오른쪽 방향에 있는 이온들과의 상호작용

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중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지 (Cont.)

이온쌍 1mol 당 퍼텐셜 에너지

𝐸𝑝=−2 ln 2×𝑁𝐴 𝑧

2𝑒2

4𝜋 𝜀0𝑑

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중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지 (Cont.)

전하가 다른 경우

𝐸𝑝=−2 ln 2×𝑁𝐴|𝑧 1𝑧 2|𝑒24𝜋 𝜀0𝑑

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중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지 (Cont.)

표 2.2

Madelung 상수

구조 형태 A

염화 세슘 1.763

형광석 2.519

암염 1.748

루틸 (rutile) 2.408

실제 원자에서는 ..?

𝐸𝑝=−𝐴×𝑁 𝐴|𝑧1 𝑧2|𝑒24 𝜋 𝜀0 𝑑

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예제 2.2 고체의 상대적 격자 에너지 추정

이온성 고체인 NaCl 과 KCl 은 동일한 형태의 결정 구조를 이룬다 . 이온들이 Coulomb 상호 작용에 의해 더 강하게 결합된 고체는 어느 것인가 ?

[ 답 : NaCl]

19

근접한 이웃 간의 반발 효과

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근접한 이웃 간의 반발 효과 (Cont.)

𝐸𝑝∗(𝑟 )∝𝑒(− 𝑟 /𝑑∗)

𝐸𝑝 ,𝑚𝑖𝑛=− 𝐴×𝑁 𝐴|𝑧1 𝑧2|𝑒24𝜋 𝜀0 𝑑

(1− 𝑑∗

𝑑)

Born-Mayer 방정식

21

정리

이온성 고체는 전형적으로 녹는점이

높고 , 메짐성이 크다 . 이온이 작고

전하가 클수록 고체에서의 Coulomb

상호작용이 크다 .

22

감사합니다