3. 화학 결합과 물질의 형성

①원자들이 결합을 하는 까닭

전자의 특징

-원자핵과 가까운 전자 껍질부터 차례대로 채워짐

-원자핵과 가까운 전자 껍질에 있는 전자일수록 에너지 준위 낮음

 

(*에너지 준위: 전자의 에너지 상태가 바뀌기 위해 에너지를 방출하거나 흡수할 때 원자나 분자가 갖는 에너지의 값)

(=에너지 준위가 낮은 전자부터, 제일 안쪽의 전자 껍질부터 채워짐)

 

※각 전자 껍질에는 제한된 개수의 전자만 들어갈 수 있음 (안쪽부터 2개-8개-8개-8개-8개...)

 

다른 원자들과의 결합

원자가 전자: 원자의 가장 바깥 전자 껍질에 위치하여 화학 반응에 참여하는 전자

-1족 원소; 수소, 리튬, 나트륨의 원자가 전자: 1개

-17족 원소; 플루오린, 염소 등의 원자가 전자: 7개

-18족 원소; 네온, 아르곤 등의 원자가 전자 0개

  (가장 바깥 껍질에 전자 8개가 다 채워져있으므로 다른 원자와 결합을 이루려 하지 않음. 매우 안정적인 상태)

 

옥텟 규칙: 원소들이 가장 바깥 전자 껍질에 8개의 전자를 채워 안정해지려는 경향

 

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②옥텟 규칙에 맞는 원자의 결합-공유 결합

공유 결합

두 원자가 각각 전자를 내놓고 전자쌍을 공유하면서 형성되는 화학 결합

 

예시

염소 분자(Cl₂), 수소 분자(H₂)

원자가 전자를 한 개씩 내놓고 전자쌍을 공유함→옥텟 규칙을 만족하는 결합 형성

 

출처: 금성 출판사 티칭 허브

 

물 분자(H₂O)

산소 원자 한 개가 수소 원자 두 개와 전자를 한 쌍씩 공유함→옥텟 규칙을 만족하는 결합 형성

 

출처: 금성 출판사 티칭허브

 

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③옥텟 규칙에 맞는 원자의 결합-이온 결합

이온 결합

양이온과 음이온 사이의 정전기적 인력에 의한 화학 결합

원자핵이 가지는 (+)전하의 양과 전자가 가지는 (-)전하의 양이 같아서 전기적 중성.

그러나 전자를 얻거나 잃으면 전하를 띄는 이온이 된다.

 

예시

나트륨 이온(Na+), 염화 이온(Cl-)

나트륨 원자가 전자 한 개 잃고 나트륨 이온이 되며 비활성 기체인 네온 원자와 같이 전자 배치→옥텟 규칙 만족

염소 원자가 전자 한 개를 얻어 염화 이온이 되며 비활성 기체인 아르곤 원자와 같이 전자 배치→옥텟 규칙 만족

출처: ZUM 학습 백과

 

 

염화 나트륨(NaCl)

나트륨 이온과 염화 이온(각각 양이온, 음이온) 사이에 정전기적 인력 작용염→염화 나트륨 형성→옥텟 규칙 만족

출처:  어디더라...

 

 

※

비금속 원소-비금속 원소: 공유 결합 형성 잘 됨 (원자가 전자多)

 

금속 원소-비금속 원소: 이온 결합 형성 잘 됨 (원자가 전자少)

-나트륨, 칼슘 등 금속 원소(원자가 전자多): 전자 쉽게 잃음→양이온

-염소, 산소 등 비금속 원소(원자가 전자少): 전자 쉽게 얻음→음이온

 

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④공유 결합 물질과 이온 결합 물질의 성질

비교

	공유 결합 물질	이온 결합 물질
전류의 흐름	어느 상태건 흐르지 않음	액체, 수용액 상태에서만 흐름
수용액 상태에서의 전기 전도성	-	음이온과 양이온으로 나뉨 자유롭게 이동 가능 →전기 전도성 有

 

※이온 결합 물질은 정전기적 인력으로 강하게 결합되어있어 녹는점과 끓는점이 높음

 

 

지각과 생명체를 이루는 물질의 화학 결합

규산염 광물(지각에 많이 분포), 아미노산(생명체의 기본 구성) → 공유 결합 물질

-중심에 14족 원소(규소, 탄소) 있음

-14족 원소: 원자가 전자 4개→4쌍의 전자 공유→매우 다양한 결합 형성 가능