원자, 이온, 분자 등을 쉽게 이해하고 표현할 수 있도록 만든 모형이다.
주로 아래 그림과 같이 보어의 원자 모형이 쓰인다.
화학 모형을 큰 대괄호 [] 안에 그린 후, 상대적 전하를 대괄호의 오른쪽 위에 표기한다.
예시1) F−를 화학 모형으로 그려보자.
F는 원자 번호 9번이므로 중성 원자는 9개의 전자를 갖는다.
F−는 F에서 전자 1개가 증가한 것이므로 F−는 10개의 전자를 갖는다.
따라서 F−를 화학 모형으로 그리면 아래 그림과 같다.
화학 모형에서 원자핵과 전자의 전하 표기는 생략 가능하다.
예시2) NaCl을 화학 모형으로 그려보자.
NaCl은 Na+와 Cl−가 결합하여 만들어지므로 Na+와 Cl− 모형을 차례로 그린다.
Na는 원자 번호 11번이므로 중성 원자는 11개의 전자를 갖는다.
Na+는 Na에서 전자 1개가 감소한 것이므로 Na+는 10개의 전자를 갖는다.
Cl은 원자 번호 17번이므로 중성 원자는 17개의 전자를 갖는다.
Cl−는 Cl에서 전자 1개가 증가한 것이므로 Cl−는 18개의 전자를 갖는다.
따라서 NaCl을 화학 모형으로 그리면 아래 그림과 같다.
인접한 같은 종류의 두 원자의 원자핵 사이 거리의 절반이다.
인접한 같은 종류의 두 이온의 원자핵 사이 거리의 절반이다.
양이온은 전자를 잃어 전자 껍질 수가 감소하므로 이온 반지름이 원자 반지름보다 작다.
음이온은 전자 껍질의 수는 그대로지만 전자를 얻어 가려막기 효과 증가로
원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하가 감소하므로 이온 반지름이 원자 반지름보다 크다.
예시1) 1족 원소의 이온 반지름 비교: Li+<Na+
예시2) 17족 원소의 이온 반지름 비교: F−<Cl−
-
전자 수가 같은 이온의 이온 반지름 비교:
원자 번호가 클수록 유효 핵전하가 크므로 이온 반지름이 작다.
예시) 전자 수가 네온(Ne)과 같은 원소의 이온 반지름 비교:
Al3+<Mg2+<Na+<F−<O2−
정답: $5$
ㄱ. 전자 수가 같은 이온은 원자 번호가 클수록 유효 핵전하가 커 이온 반지름이 작으므로
이온 반지름은 Na+<F−<O2−이다.
따라서 A, B, C는 각각 Na, O, F이며, A(Na)는 금속 원소이다. (O)
ㄴ. 같은 주기에서 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 원자 번호가 클수록 크므로 B(O)가 C(F)보다 작다. (O)
ㄷ. 18족 원소에서 다음 주기의 1족 원소로 원자 번호가 1 증가할 때 전자 껍질 수가 증가하여 원자 반지름이 급격히 커진다.
그러므로 원자 반지름은 C(F)가 A(Na)보다 작다. (O)
따라서 답은 5번이다.
정답: $3$
ㄱ. S와 Cl은 이온이 될 때 음이온이 되므로 이온 반지름이 원자 반지름보다 크고,
K는 이온이 될 때 양이온이 되므로 이온 반지름이 원자 반지름보다 작다.
그러므로 ㉠(∙)은 원자 반지름, ㉡(∘)은 이온 반지름이다. (O)
ㄴ. B는 이온 반지름(∘)이 원자 반지름(∙)보다 작으므로 K이며, B는 금속 원소로 뽑힘성과 퍼짐성이 나타난다. (O)
ㄷ. 같은 주기에서 원자 번호가 증가할 때 전자 껍질의 수는 그대로지만 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하가 증가하여 원자 반지름이 작아진다.
그러므로 원자 반지름은 Cl<S이고, 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 S<Cl이다.
이때 그래프에서 A는 C보다 원자 반지름(∙)이 작으므로 A, C는 각각 Cl, S이고,
원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 C(S)가 A(Cl)보다 작다. (X)
따라서 답은 3번이다.