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화학에서 말하는 원자가전자(Valence electron)의 정의 원자가전자란? 원자가전자(Valence electron)은 화학 반응에 참여할 가능성이 가장 높은 전자로, 일반적으로 주양자수 n의 가장 높은 값을 가지는 전자를 의미합니다. 또한, 원자가전자는 원자의 가장 바깥쪽, 즉 최외곽에 존재하기 때문에 이온화 또는 화학결합 형성시 가장 쉽게 노출될 수 있다는 특징이 있습니다. 원자가전자를 구분하는 가장 쉬운 방법은 원자의 전자배치 상 가장 높은 주양자수(principal quantum number, n)를 찾는 것입니다. 그렇다면 원자가전자에서 원자가란 무엇일까요? 원자가(valence)는 원조의 원자가 결합할 수 있는 다른 원자의 수를 결정하는 원소의 속성으로 주어진 원자와 결합할 수 있거나 원소의 원자가 치환될 수 있는 1가 원자(주로 수소)의 최대 수로 정.. 2021. 3. 24.
화학에서 말하는 바닥상태(Ground state)란? 화학에서 말하는 바닥상태(Ground state)란? 화학에서 정의하는 바닥상태 또는 기저상태는 원자(또는 분자나 이온)의 가장 낮은 허용 에너지 상태로 정의됩니다. 즉, 가장 낮은 에너지 상태의 원자는 하나 이상의 전자를 다른 오비탈로 전달하여 총 에너지를 낮출 수 없으며 가장 안정한 전자 배치를 가지고 있습니다. 아래와 같은 전자배치를 가지고 있는 탄소 원자를 예로 들어보겠습니다. 이 탄소 원자의 경우 하나 이상의 전자를 다른 오비탈로 전달하여도 더 이상 총 에너지를 낮출 수 없기 때문에 바닥상태의 원자라고 할 수 있습니다. 모든 원자 또는 화학종은 일정 수준의 에너지를 보유할 수 있지만, 바닥상태는 다른 상태와 비교하여 원점(Zero-point)으로 취급합니다. 만약 바닥상태의 원자가 에너지를 흡수.. 2021. 3. 17.
쌍극자 모멘트(Dipole moment)에 대하여 쌍극자 모멘트(Dipole moment)는 반대되는 두 전하로 이루어진 계의 극성을 나타내는 물리량입니다. 쌍극자 모멘트의 크기는 전하에 전하 사이의 거리를 곱한 값과 같으며 음전하에서 양전하로의 방향을 가지는 벡터입니다. μ = q · r 여기서 μ는 쌍극자 모멘트, q는 분리 된 전하의 크기, r은 전하 사이의 거리입니다. 쌍극자 모멘트는 표준단위는 쿨롱 · 미터 (C·m)의 SI 단위로 표현이 가능하지만 일반적으로 전하량의 크기가 SI 단위로 표현하기에 매우 작기 때문에 오래전부터 ‘Debye’라는 단위로 표현되어 왔습니다. 참고로 1D(Debye)는 약 3.336 x 10-30 C·m이며 100 pm 떨어진 양성자와 전자 사이의 쌍극자 모멘트는 4.8D입니다. 분자의 일반적인 쌍극자 모멘트의 값은.. 2021. 2. 26.
연소반응 연소반응은 일반적으로 "어떤 물질을 태울 때"를 설명하는 화학 반응을 일컫는 말입니다. 가장 일반적인 의미의 연소는 가연성 물질과 산화제 사이의 반응을 통해 산화된 반응생성물을 형성하는 화학적 반응을 의미합니다. 대표적인 예로, 탄화수소가 산소와 반응하여 이산화탄소와 물을 생성하는 반응을 들 수 있습니다. 이러한 연소반응의 특성 상 반응물로서 산소와 생성물로서의 이산화탄소, 물 및 열을 동반하게 되지만 무기(inorganic) 연소반응에서는 이러한 모든 생성물을 형성하지 않습니다. 연소는 화재(burning)와 같은 말? 연소는 대표적인 발열 반응으로 대부분 그 과정에서 빛과 열을 방출하지만, 때로는 반응이 너무 느리게 진행되어 온도 변화가 눈에 띄지 않는 경우도 있습니다. 따라서 연소로 인해 항상 화재.. 2021. 2. 23.
얼음이 물 위에 뜨는 이유 얼음이 다른 고체들과 달리 물 속에 가라앉지 않고 물 위에 뜨는 이유는 무엇일까요? 이 질문에 대한 답은 두 부분으로 나누어 생각할 수 있습니다. 우선, 뜬다는 것이 무엇인지 생각해보고 그 다음 얼음이 가라앉지 않는 이유에 대해 생각해보겠습니다. 얼음이 물 위에 뜨는 이유 어떤 혼합물에서 각 물질을 구성하는 구성성분들의 단위부피당 질량, 즉 밀도가 낮으면 가라앉지 않고 떠 있습니다. 쉬운 예로, 물에 쇠구슬을 넣으면 물에 비해 밀도가 높은 쇠구슬은 바닥으로 가라앉습니다. 즉, 쇠구슬이 차지하는 물의 부피만큼 물을 위로 밀어내는 것입니다. 기본적으로 물체가 어떤 유체 위에 떠 있기 위해서는 자신의 무게와 같은 액체의 무게를 밀어낼 수 있어야 합니다. 이와 반대로, 물에 기름을 넣으면 물에 비해 밀도가 낮은.. 2021. 2. 22.
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