캣미스트리

본 내용은 네이버 블로그에 포스팅 된 글을 옮겨오는 중입니다.

(http://blog.naver.com/pysung0409/220983137845)

4. 옥텟규칙, 전자껍질

각 원자는 원자번호만큼의 전자를 가집니다.

예를 들어 12번인 마그네슘은 12개의 전자를 가져요.

이때 12개의 전자가 모두 화학결합에 참여하는가? 거의 그렇지 않아요.

전자는 일정한 규칙을 만족하면 매우 안정한 배열을 가지는데, 일단 안정한 배열을 가진 전자는

어지간해선 그 모양을 유지하고, 화학결합에 관심이 없어요.

이를 [옥텟규칙] 이라고 해요. 

전자 8개가 모일때마다 걔들끼리 안정한 궤도를 돌게된다는 뜻이에요

대충그린 그림으로 설명합니다.

     알아봐주세요...

이건 마그네슘의 전자배치를 그려본거에요. 

(아주 대충 그린거고 실제로는 절대 저렇게 존재하지 않습니다. 궤도를 설명하기 위해 저렇게 그렸을뿐

실제 도는 모양은 오비탈함수 모양을 따라가요. 언젠간 설명함)

전자는 양성자 주위를 돕니다. 마구잡이로 도는게 아니라 안정하게 도는 특정 궤도가 있어요. 

이 궤도를 실제 모양으로 매번 상상하기는 어려워요. 실제로 전자가 도는걸 눈으로 관측할 수도 없어서 (불확정성 원리)

​그냥 전자가 여기있을 확률이 얼마다, 하고 오비탈(궤도함수)을 만든거구요. 

그래서 이걸 에너지에 관한 그림으로 나타냈어요. 그걸 전자껍질 이라고 불러요.

우리는 편하게, 전자가 도는 궤도가 있는데 그걸 알기쉽게 그린게 전자껍질이구나, 생각하면 돼요.

전자껍질 안에 전자가 들어가는 거에요!

전자껍질은 안쪽에서부터 바깥쪽으로 차곡차곡 배열을 이뤄가요.

전자도 안쪽에서부터 바깥쪽으로 전자껍질안에 차곡차곡 쌓여가요.

그러다가 가장 바깥쪽에 생기는 전자껍질을 최외각 전자껍질 이라 불러요.

안정해진 배열은 화학결합에 관심이 없다고했지요? 그래서 실제로는 안정해진 배열안의 전자는 보통 생각할 필요가 없고,

가장 바깥쪽의 전자 배치인 최외각 전자껍질이 중요해져요.

전자를 전자껍질에 채워넣는데에는 규칙이 있어요. 옥텟규칙 이에요.

중심에서 가장 가까운 궤도에는 전자 2개가 들어갈 수 있어요.

그 다음 궤도부터는 전자가 8개씩 들어갈 수 있어요.

전자가 8개가 되었을때 가장 안정한 배치가 되는데, 이를 옥텟규칙(팔전자규칙) 이라고 합니다.

마그네슘은 전자가 12개에요. 가장 중심부의 궤도에 2개의 전자가 들어가고,

그다음 궤도에 8개의 전자가 들어가면,

전자가 2개 남아요. 이걸 최외각 전자라 해요.

그림에서 가장 바깥쪽의 궤도에 전자가 2개 남아있는게 보일거에요.

저 2개의 전자가 다른 원자끼리 결합할때 사용돼요.

그럼 드디어 본론으로 돌아와서, 왜 같은족의 화학적 성질이 비슷할까요?

같은족인 4번 베릴륨(Be)을 생각해봅시다. 베릴륨은 4번이니까 전자가 4개 있을거에요.

중심에서 가장 가까운 궤도에 2개의 전자가 들어가면

그 다음 궤도에는 남은 전자 2개가 들어가겠죠? 즉, 최외각 전자 개수가 2개에요!

그럼 마그네슘과 같아요!!

또 같은족인 20번 칼슘(Ca)을 생각해봐요. 20번이니까 전자가 20개 있어요.

중심에서 가장 가까운 궤도에 2개, 그다음 궤도에 8개, 또 그다음 궤도에 8개 들어가요.

그럼 2개가 남죠? 또 최외각 전자 개수가 2개네요!

요약하자면 다음과 같아요.

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화학적 성질은 최외각 전자 개수의 영향이 크다.

같은족의 원소는 최외각 전자 개수가 같다.

즉, 같은족의 원소끼리는 화학적 성질이 비슷하다.

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다른 족으로 계산해봐도 똑같아요 (전이금속은 예외가 있는데 부전공 과정에선 안볼꺼에요)