전기음성도와 전자친화도의 차이

전기음성도와 전자친화도의 차이

전기음성도와 전자친화도는 둘 다 전자와 관련이 있고 이름 또한 유사하기 때문에 헷갈리기 쉬운 화학적 개념입니다. 하지만 조금만 자세히 들여다보면 이 둘 사이에는 명확한 차이가 있다는 것을 알 수 있습니다. 전기음성도와 전자친화도의 차이에 대해 함께 알아보겠습니다.

전기음성도 vs 전자친화도

 

우선 전기음성도는 화학적 결합을 이룬 원자에만 관련이 있습니다. 특정 화학결합에서 전자를 더 끌어 당기는 원자는 더 높은 전기음성도를 가진다는 뜻입니다. 하지만 원자가 결합을 이루지 않고 그 자체로 존재한다면 전기 음성도의 개념과 무관합니다.

 

결합된 원자에 적용이 가능한 전기음성도와는 달리 전자친화도는 단일의 결합되지 않은 원자와 관련된 성질입니다. 전자친화도는 어떤 원자에 전자를 추가 할 때 얼마나 많은 에너지가 방출되는지를 나타낸 것입니다. 이와 반대로 만약 어떤 원자에서 전자를 제거한다면 그만큼의 에너지를 다시 가해야합니다. 따라서 전자친화도가 높을수록 원자에서 전자를 제거하는 데 더 많은 에너지가 필요합니다. 다시 할하면 전자친화도가 높은 원자는 전자를 더 원한다고 말할 수 있습니다.

 

위의 글대로 생각하면 결국 원자가 결합을 이루는 상황인지, 아닌지의 차이만 있을 뿐, 전자친화도와 전기음성도 모두 전자를 얼마나 당기느냐와 관계가 있어 보입니다.

 

주기율표에서 살펴보는 전기음성도와 전자친화도의 경향 (출처 : Chemistry community)

 

실제로 전기음성도와 전자친화도는 어느정도 관계가 있습니다. 실제로 주기율표상에서 전기음성도와 전자친화도의 변화 양상을 비교해보면 상당히 유사하다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 전기음성도가 가장 높은 불소의 경우 전자친화도가 두 번째로 높습니다. 또한 전기 음성도가 매우 낮은 알칼리 금속은 전자친화도가 비교적 낮습니다. 이렇듯 두 개념은 유사해 보이지만 상관 관계가 완벽하게 일치하지는 않기 때문에 둘 사이의 차이점을 명확히 이해할 필요가 있습니다.

 

화학 반응 중 한 원자에서 다른 원자로 전자가 이동하는 것은 매우 일반적인 일입니다. 다만 이렇게 한 원자에서 다른 원자로 전자가 전달될 때에는 전자친화도를 고려해야 합니다. 전자친화도는 특정 원자로부터 전자를 얻을 때 얼마나 많은 에너지가 방출되는지를 나타내는 개념이며, 반대로 전자를 다른 원자로부터 분리하기 위해 필요한 에너지의 양이기도합니다.

 

하지만 모든 화학 반응에서 원자의 전자가 이동하는 것은 아닙니다. 때로는 전자가 다른 원자(또는 분자)와의 결합을 형성하기 위해 한 원자(또는 분자)에서 분리 될 필요가 없습니다. 이 경우 전자는 결합에 참여하는 원자 또는 분자들에 의해 공유되는 공유결합이 형성됩니다. 전기음성도는 전자를 끌어 당기고 공유결합을 형성하는 원자 또는 분자의 능력을 정량화 한 값입니다. 만약 특정 원자나 분자의 전기음성도 값이 높다면 그만큼 전자를 더 강하게 끌어 당긴다는 의미입니다.

 

전자친화도는 전자가 원자에 부착 된 후 과학적 수단을 이용해 정량적으로 측정이 가능한 개념입니다. 이에 반해, 전기음성도는 과학적 수단으로는 측정 할 수 없으며 분자 내 원자의 특성과 관련된 계산을 통해 비교할 수 있는 숫자입니다. 또한, 전기음성도 값은 그 원자 또는 분자가 결합된 원자나 분자에 따라 달라질 수 있습니다. 특정 원자의 전기 음성도 값을 정의할 수 없기 때문에 전기음성도를 계산하는 모델 또한 다양합니다. 가장 유명한 전기음성도 모델은 폴링(Pauling) 스케일이지만 멀리컨(Mulliken), 알레드-로우초(Allred-Rochow), 샌더슨(Sanderson), 알렌(Allen)의 전기음성도 모델도 알려져 있습니다.

 

요약

 

전기음성도는 전자친화도와 크게 다르지 않고 유사한 부분이 많은 개념입니다. 하지만 전자친화도는 개별 원자에 대해 실험적으로 측정된 고정값이며 전기음성도는 각각의 원자보다는 결합을 이룬 원자 또는 분자와 훨씬 큰 관련이 있고 결합 상황에 따라 그 값은 어느 정도 달라질 수 있다는 차이가 있습니다.

 

• 전기음성도는 결합을 형성하는 원자 또는 분자의 능력과 관련된 수치로, 결합하는 화학 환경에 따라 그 값이 다르고 실험적으로 측정할 수 없음
• 전자친화도는 원자에 전자가 추가될 때 방출되는 에너지의 양으로, 측정이 가능하고 고정값을 가짐

 

사진출처

 

(1) Chemistry community : https://lavelle.chem.ucla.edu/forum/viewtopic.php?t=49037 

 

전기음성도(Electronegativity)의 뜻과 개념

전자친화도(Electron Affinity)의 뜻과 개념

원자가 결합을 형성하는 이유