이온 결합 (Cont.)

1. 이온 결합 (Cont.)
13045 박현민
1

2. 이온 결합 형성의 에너지론
2.3
2

3. Na(g) + Cl(g) → NaCl(s)
3

4. Na(g) + Cl(g) → Na+(g) + Cl-(g)
4
이온화 에너지 전자 친화도

5. Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s)
5
이온들 간의
상호 인력

6. 정리
6

7. 이온 간 상호작용
2.4
7

8. 이온 결합 물질의 특성
8

9. 이온 결합 물질의 특성 (Cont.)
9

10. 이온 결합 물질의 특성 (Cont.)
10

11. 이온 결합 물질의 특성 (Cont.)
11

12. 이온 결합 물질의 특성 (Cont.)
12

13. 두 이온 간의 Coulomb 퍼텐셜 에너지
13
𝐸 𝑝,12 =
(𝑧1 𝑒) × (𝑧2 𝑒)
4𝜋𝜀0 𝑟12
=
𝑧1 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑟12

14. 중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지
14
𝐸 𝑝 =
𝑒2
4𝜋𝜀0
× (−
𝑧2
𝑑
+
𝑧2
2𝑑
−
𝑧2
3𝑑
+ ⋯ )𝐸 𝑝 = −
𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑑
× (1 −
1
2
+
1
3
−
1
4
+ ⋯ )𝐸 𝑝 = −
𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑑
× ln 2
오른쪽 방향에 있는 이온들과의 상호작용

15. 중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지 (Cont.)
15
이온쌍 1mol당 퍼텐셜 에너지
𝐸 𝑝 = −2 ln 2 ×
𝑁𝐴 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑑

16. 중앙에 위치한 이온의 퍼텐셜 에너지 (Cont.)
16
전하가 다른 경우
𝐸 𝑝 = −2 ln 2 ×
𝑁𝐴 𝑧1 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑑

17. 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
17
실제 원자에서는..?
𝐸 𝑝 = −𝐴 ×
𝑁𝐴 𝑧1 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑑

18. 예제 2.2 고체의 상대적 격자 에너지 추정
18
이온성 고체인 NaCl과 KCl은 동일한 형태의 결정 구조를
이룬다. 이온들이 Coulomb 상호 작용에 의해 더 강하게
결합된 고체는 어느 것인가?
[답: NaCl]

19. 근접한 이웃 간의 반발 효과
19

20. 근접한 이웃 간의 반발 효과 (Cont.)
20
𝐸 𝑝
∗(𝑟) ∝ 𝑒(−𝑟/𝑑∗)
𝐸 𝑝,𝑚𝑖𝑛 = −𝐴 ×
𝑁𝐴 𝑧1 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑑
(1 −
𝑑∗
𝑑
)
Born-Mayer 방정식

21. 정리
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이온성 고체는 전형적으로 녹는점이 높고, 메
짐성이 크다. 이온이 작고 전하가 클수록 고
체에서의 Coulomb 상호작용이 크다.

22. 감사합니다
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