나트륨과 아르곤의 2차 이온화 에너지 비교

질문 요약

나트륨과 아르곤의 2차 이온화 에너지를 비교하였을 때, 아르곤의 2차 이온화 에너지가 나트륨의 2차 이온화 에너지보다 더 큰 이유가 있을까요?

답변 요약

순차 이온화 에너지는 원소의 최외각전자수+1일 때 급증한다는 것이 알려져 있습니다. 예를 들어, 1족 원소인 Na는 2차 이온화 에너지가 최대이며, 18족 원소인 Ar은 1차 이온화 에너지가 최대이지만 2차 이온화 에너지는 가장 크지 않습니다. 실제로는 Ar의 9차 이온화 에너지가 최대인 것으로 알려져 있습니다.

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나트륨과 아르곤의 2차 이온화 에너지 비교

나트륨과 아르곤은 둘 다 원소로서 2차 이온화 에너지를 가지고 있습니다. 그러나 이 두 원소의 2차 이온화 에너지는 다소 다르며, 아르곤의 1차 이온화 에너지가 2차 이온화 에너지보다 더 큰 이유가 있습니다.

원소의 이온화 에너지는 원자가 전자를 잃어 이온이 되는 과정에서 소요되는 에너지를 의미합니다. 2차 이온화 에너지는 이미 한 번 전자를 잃은 이온이 다시 한 번 전자를 잃을 때 필요한 에너지를 말합니다. 따라서, 2차 이온화 에너지는 1차 이온화 에너지보다 더 크게 나타납니다.

나트륨은 주기율표에서 3족에 위치한 1족 원소입니다. 나트륨의 전자 구성은 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹입니다. 1차 이온화 에너지를 측정하기 위해서는 나트륨 원자의 가장 외각 전자인 3s¹ 전자를 제거해야 합니다. 이는 상대적으로 비교적 쉽게 이루어집니다.

나트륨의 2차 이온화 에너지를 측정하기 위해서는 2차 이온이 되는 Na+ 이온에서 1s² 2s² 2p⁶ 전자를 제거해야 합니다. 이는 이전보다 훨씬 더 어려운 과정이기 때문에, 2차 이온화 에너지는 상대적으로 높게 나타납니다.

반면에, 아르곤은 주기율표에서 8족에 위치한 비활성 기체입니다. 아르곤의 전자 구성은 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶입니다. 이전에 언급한 것처럼, 2차 이온화 에너지는 이미 한 번 이온화된 이온에서 전자를 한 번 더 제거하는 과정을 의미합니다. 따라서, 아르곤의 2차 이온화 에너지를 측정하기 위해서는 2차 이온이 되는 Ar+ 이온에서 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 전자를 제거해야 합니다.

아르곤은 비활성 기체로서 전자가 가장 외각까지 가득 차 있는 상태입니다. 따라서, 한 번 이온화된 이온에서 한 번 더 전자를 제거하는 것은 매우 어렵습니다. 이에 따라, 아르곤의 2차 이온화 에너지는 상대적으로 더 낮게 나타납니다.

실제로, 주기율표 상에서 1족 원소인 나트륨은 2차 이온화 에너지가 최대치입니다. 반면에, 18족 원소인 아르곤은 1차 이온화 에너지가 최대치이지만 2차 이온화 에너지는 가장 크지 않습니다. 사실, 아르곤의 경우 9차 이온화 에너지가 최대치인 것으로 알려져 있습니다.

따라서, 나트륨과 아르곤의 2차 이온화 에너지를 비교하였을 때, 아르곤의 2차 이온화 에너지가 나트륨의 2차 이온화 에너지보다 더 큰 이유는 아르곤이 비활성 기체로서 전자가 가장 외각까지 가득 차 있는 상태이기 때문입니다.

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