이 실험 소개
결합을 늘리거나 압축하면서 퍼텐셜 에너지와 복원력을 측정합니다. 전자를 공유하는 공유 결합 모식도와 이온쌍을 비교한 다음, 퍼텐셜의 최솟값을 평형 거리와 연관 지어 봅니다.
학습 목표
- 결합 퍼텐셜에서 인력이 작용하는 쪽과 반발력이 작용하는 쪽을 확인합니다.
- 평형 길이를 순 방사 방향 힘이 0인 상태와 연관 지어 봅니다.
- 공유 결합에서의 전자 공유, 이온에서의 전자 국소화, 거시적 결정 격자를 구분합니다.
사용 방법
- 1주황색 원자를 평형 위치에서 멀리 끌어당기고 안쪽으로 작용하는 힘을 기록합니다.
- 2결합을 압축하고 반발력으로 인해 에너지가 급격히 증가하는 모습을 관찰합니다.
- 3최솟값 지점과 원자 간 거리가 큰 지점에서 퍼텐셜 곡선을 살펴보세요.
- 4이온쌍으로 전환하고, 더 긴 거리까지 작용하는 인력을 공유 결합의 예와 비교해 보세요.
모델
가정
- 매개변수는 설명을 위한 근삿값이며, 진동 스펙트럼이나 열화학적 해리 측정값에 맞춘 것이 아닙니다.
- 이온 예시는 고립된 Na 양이온 하나와 Cl 음이온 하나의 쌍을 나타냅니다. 결정의 마델룽 상호작용이나 전자 이동 에너지는 포함하지 않습니다.
- 원자가 전자 점은 개략적인 표시입니다. 스캔은 원자 간 거리를 지정할 뿐, 분자 진동의 동역학을 적분하지 않습니다.
수업에서 해 보기
- Q1결합된 원자쌍은 왜 거리가 0이 될 때까지 붕괴하지 않을까요?
- Q2퍼텐셜 기울기와 반径 방향 힘의 부호는 어떻게 비교되나요?
자주 묻는 질문
표시된 에너지에는 이온을 만드는 데 필요한 에너지도 포함되나요?
아니요. 이온 퍼텐셜은 이미 존재하는 단전하 이온을 전제로 시작합니다. 이 이온의 생성과 전자 이동은 모델의 범위에 포함되지 않습니다.
퍼텐셜 우물의 바닥에서 힘이 0인 이유는 무엇인가요?
매끄러운 퍼텐셜의 최솟값에서는 에너지의 미분값이 0입니다. 이 모델에서는 약간 변위시키면 복원력이 생깁니다.