ºñ±Ý¼Ó³¢¸®ÀÇ °áÇÕÀÌ´Ù.
ÀüÀÚ°¡ ¼Ò¼ÓµÈ ¿øÀÚ¸¦ ¿Å°Ü¼ °¢°¢ÀÌ À½°ú ¾çÀÇ ÀÌ¿ÂÀÌ µÇ¾î °áÇÕÇÏ´Â ÇüÅ°¡ À̿°áÇÕÀ̶ó¸é ¹Ù±ù ²®ÁúÀÇ ÀüÀÚ°¡ µÎ ¿øÀÚ ¸ðµÎ¿¡ ¼ÓÇÏ¸é¼ µÑÀ» °áÇÕ½ÃÅ°´Â °ÍÀÌ °øÀ¯°áÇÕ(covalent bond)ÀÌ´Ù. À̿°áÇÕÀÌ ±Ý¼Ó°ú ºñ±Ý¼ÓÀÇ °áÇÕÀÌ°í, ÁÖ·Î °áÁ¤À» ÀÌ·ç´Â °Í°ú ´Þ¸® °øÀ¯°áÇÕÀ» ÇÏ´Â ¿øÀÚµéÀº °ÅÀÇ Á¦ÇÑÀÌ ¾øÀ¸¸ç ¸Å¿ì ¸¹Àº Á¾·ùÀÇ ºÐÀÚµéÀÌ ´Ù¾çÇÑ ¸ð½ÀÀ¸·Î ³ªÅ¸³´Ù.
°øÀ¯°áÇÕÀº À̿°áÇÕº¸´Ù ´õÇÑ ¾çÀÚ¿ªÇÐÀûÀÎ Çö»óÀ̶ó°í ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â µ¥, µÎ ¿øÀÚ°¡ °¡±îÀÌ Á¢±ÙÇÏ°í, ÀÌµé »çÀÌ¿¡ ÀüÀÚ°¡ ÀÖ´Â ¾çÀÚ¿ªÇÐÀûÀÎ »óÅÂÀÇ ¿¡³ÊÁö°¡ µÑÀÌ ¸Ö¸® ¶³¾îÁ® ÀÖ´Â °Í°ú ºñ±³ÇÏ¿© À۱⠶§¹®ÀÌ´Ù.
H2+ÀÇ ¿¹
°øÀ¯°áÇÕÀ» ÇÏ´Â ´ëÇ¥ÀûÀÎ ºÐÀÚ°¡ ¼ö¼Ò, »ê¼Ò, Áú¼Ò µî °°Àº ¿øÀÚ·Î ÀÌ·ç¾îÁø °ÍµéÀÌ´Ù. À̵éÀÇ °áÇÕÀº Çϳª°¡ À½ÀÌ¿ÂÀ¸·Î ´Ù¸¥ Çϳª°¡ ¾çÀÌ¿ÂÀ¸·Î µÇ¾î °áÇÕÇÏ´Â À̿°áÇÕÀÇ ¹æ½ÄÀ¸·Î´Â ÀÌÇØÇϱ⠾î·Æ´Ù.
¼ö¼Ò ºÐÀÚÀÇ ÀüÀÚÇϳª°¡ °áÇÌµÈ H2+Àº ¿ÀÁ÷ ¾ç¼ºÀÚ µÑÀÌ ÇϳªÀÇ ÀüÀÚ¿¡ ÀÇÇØ ¿¬°áµÇ¾î ÀÖ¾î °øÀ¯°áÇÕÀÇ ¿ø¸®¸¦ Àß ÀÌÇØÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¸ðÇüÀÌ´Ù. À̸¦ °íÀüÀûÀ¸·Î Çؼ®Çϸé, °¡¿îµ¥ÀÇ ÀüÀÚ°¡ ¾ç ÂÊ¿¡ ¾ç¼ºÀÚ¸¦ ºÙÀâ°í ÀÖ´Â »óȲÀÌ´Ù. Áï, ±âº»ÀûÀ¸·Î ¼·Î ¹Ð¾î³»´Â ¾ç¼ºÀÚ ³¢¸®°¡ ÀüÀÚ¸¦ ¸Å°³·Î ÇÏ¿© ¹¿© ÀÖ´Â °ÍÀÌ´Ù.
H2+ÀÇ µÎ ÇÙÀÌ $R$ ¸¸Å ¶³¾îÁ®¼ Á¤ÁöÇØ ÀÖ°í ÇϳªÀÇ ÀüÀÚ°¡ ÀÖ´Â »óȲÀ» »ý°¢ÇÏÀÚ. ÀÌ ÀüÀÚ´Â µÎ ÇÙÀÌ ¸¸µå´Â Á¤ÀüÆÛÅټȿ¡ ³õ¿© ÀÖ´Ù. ´ÙÀ½ ±×¸²Àº ÀüÀÚ°¡ ´À³¢´Â ÆÛÅټȿ¡³ÊÁö°¡ µÎ ÇÙÀÇ °Å¸®¿¡ µû¶ó ´Þ¶óÁö´Â °ÍÀ» º¸¿©ÁØ´Ù. ¾Æ¿ï·¯ ¿øÁ¡À» Áß½ÉÀ¸·Î ¾çÂÊ ÇÙ ÁÖº¯ÀÇ Æĵ¿ÇÔ¼ö°¡ ¼·Î ´ëĪÀÎÁö ¹Ý´ëĪÀÎÁö¿¡ µû¸¥ ¿¡³ÊÁö °íÀµ°ªÀ» $E_S, E_A$·Î ³ªÅ¸³»¾ú´Ù.
graph |
|
H2+ÀÇ ÆÛÅÙ¼È_ H2+¿¡¼ ¼ö¼Ò ¿øÀÚÀÇ ÇÙÀÌ $R$ ¶³¾îÁ® ÀÖÀ» ¶§ÀÇ ÆÛÅټȿ¡³ÊÁö¿Í ÀÌÀÇ ¿¡³ÊÁö °íÀµ°ªÀ» ³ªÅ¸³½´Ù. µÎ ÇÙÀÌ ¸Ö¸® ¶³¾îÁ³À» ¶§ÀÇ Æĵ¿ÇÔ¼ö°¡ ´ëĪÀ̳Ä, ¹Ý´ëĪÀ̳Ŀ¡ µû¶ó ¿¡³ÊÁö °íÀµ°ªÀÌ ´Þ¶óÁø´Ù.
|
µÎ ¿øÀÚÇÙÀÌ ¸Ö¸® ¶³¾îÁ® ÀÖÀ» ¶§ ÀüÀÚ´Â ´Ü ÇϳªÀÇ ÇÙ¿¡ ÀÇÇÑ °Í°ú °°Àº »óÅ¿¡ ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù. ´Ü ÀüÀÚ°¡ Çϳª »ÓÀ̹ǷΠÀüÀÚ°¡ ¾çÂÊ ÇÙ¿¡ µ¿µîÇÑ È®·ü 1/2·Î Á¸ÀçÇÏ°í, ¾Æ¿ï·¯ ÀÌÀÇ °íÀ¯¿¡³ÊÁö´Â ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ¹Ù´Ú»óÅ -13.6 eV ¿Í °°´Ù. ¾çÂÊ¿¡ Á¸ÀçÇÏ´Â È®·üÀÌ °°À¸¹Ç·Î °¢°¢ÀÇ Æĵ¿ÇÔ¼ö´Â ´ëĪ($\psi_S$)À̰ųª ¹Ý´ëĪ($\psi_A$)À¸·Î ÁÖ¾îÁú ¼ö ÀÖ¾î, ÀÌ »óÅ ±×´ë·Î °Å¸®°¡ ÁÙ¾îµé ¶§¿¡ ÃëÇÏ´Â ÇൿÀÌ ´Þ¶óÁú °ÍÀÌ´Ù. Áï ´ëĪÀÎ °æ¿ì $R=0$ ÀÌ µÇ¸é ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ $1s$¿Í °°Àº »óÅ·Π¿ÀÁ÷ ÇÙÀÇ ÀüÇÏ°¡ +2 °¡ÀÌ¾î¼ °íÀ¯¿¡³ÊÁö°¡ -13.6 eV x 4 = -54.4 eV ·Î µÈ´Ù. ¹Ý¸é¿¡ ¹Ý´ëĪÀÎ °æ¿ì¿¡´Â µÎ ¿øÀÚ°¡ Á¢±ÙÇÔ¿¡ µû¶ó Áß¾Ó¿¡´Â ¼·Î »ó¼âµÇ¾î ¾çÂÊ¿¡ Æĵ¿ÇÔ¼ö°¡ ¹Ý´ëºÎÈ£·Î »ÔÀ» Çü¼ºÇϰԵȴÙ. ÀÌ´Â ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ $2p$ »óÅÂ¿Í °°À» °ÍÀÌ´Ù. À̶§¿¡´Â $n=2$ÀÇ »óÅ·Π¿¡³ÊÁö´Â 1/4 ÀÌ µÇÁö¸¸ ¿ª½Ã ÇÙÀÇ ÀüÇÏ°¡ +2 °¡ À̹ǷΠ¿¡³ÊÁö°¡ -13.6 eV °¡ µÉ °ÍÀ» ¿¹»óÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. µû¶ó¼ ´ëĪÀÎ °æ¿ì¿¡´Â ÇÙ°£ÀÇ °Å¸®°¡ °¡±î¿öÁö¸é Á¡ÁøÀûÀ¸·Î ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§°¡ ³·¾ÆÁö°Ô µÇ³ª ¹Ý´ëĪÀÎ °æ¿ì¿¡´Â º°¹Ý º¯È°¡ ¾øÀ» °ÍÀÌ´Ù. À§ ±×·¡ÇÁÀÇ ³ì»ö°ú ½ÉÈ«»öÀÇ ¼öÆò¼±ÀÌ ÀÌ °æÇâÀ» Àß º¸¿©ÁÖ°í ÀÖ´Ù.
ÀüÀÚÀÇ ¿ªÇÒ¸¸ °í·ÁÇÏ¸é ´ëĪÀÌµç ¹Ý´ëĪÀÌµç ºÐÀÚ¸¦ Çü¼ºÇÒ °Í °°ÀÌ º¸ÀÏ °ÍÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ÇÙÀº ¾çÀüÇϸ¦ ¶ì°í ÀÖ°í, À̵éÀÌ ¼·Î °¡±îÀÌ Á¢±ÙÇÏ¸é ¹Ð¾î³»´Â ÈûÀÌ Á¡Á¡ Ä¿Áø´Ù. Áï µÑ »çÀÌ¿¡ Á¤Àü ¹Ý¹ß·ÂÀÌ Á¸ÀçÇÏ¿© ÆÛÅټȿ¡³ÊÁö°¡ Á¡Â÷ Áõ°¡ÇÒ °ÍÀÌ´Ù. µû¶ó¼ Á¤Àü¹Ý¹ß·ÂÀ» ±Øº¹ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â »óȲÀº ´ëĪÀÎ °æ¿ì ¹Û¿¡ ¾ø´Ù. µÑ »çÀÌ¿¡ ÀûÀýÈ÷ ŸÇùÇÑ °Å¸®·Î µÎ ¿øÀÚ°¡ ³õÀÌ°Ô µÇ´Â µ¥ ÀÌ °Å¸®´Â ¾à 0.106 nm ÀÌ°í, °áÇÕ¿¡³ÊÁö´Â 2.65 eV ÀÌ´Ù.
graph |
|
ÇÙ »çÀÌÀÇ °Å¸®¿¡ µû¸¥ H2+ÀÇ ¿¡³ÊÁö_ ¼ö¼Ò ºÐÀÚÀÇ + ÀÌ¿ÂÀÌ Çü¼ºµÇ´Â ¿ø¸®¸¦ ¼³¸íÇÏ´Â ±×¸²À¸·Î µÎ ¿øÀÚÇÙ »çÀÌÀÇ °Å¸®¿¡ µû¶ó ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¿Í ¾ç¼ºÀÚ ³¢¸®ÀÇ ¹Ý¹ß·ÂÀÇ ÆÛÅټȿ¡³ÊÁö¸¦ °°ÀÌ ³ªÅ¸³»°í ÀÖ´Ù. ÀüÀÚÀÇ Æĵ¿ÇÔ¼ö°¡ µÎ ¿øÀÚÇÙÀÇ Áß¾ÓÀ» ±âÁØÀ¸·Î ´ëĪÀÎ °æ¿ì¿Í ¹Ý´ëĪÀÎ °æ¿ì¿¡ ´ëÇØ ¾çÀÚ¿ªÇÐÀûÀÎ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¸¦ ±¸Çؼ °¢°¢ $E_S$¿Í $E_A$·Î ³ªÅ¸³»¾ú°í, ¾ç¼ºÀÚÀÇ ¹Ý¹ß·Â¿¡ ÀÇÇÑ ÆÛÅټȿ¡³ÊÁö¸¦ ÇÕÇؼ $E_S^{\mathrm{total}}$¿Í $E_A^{\mathrm{total}}$·Î ³ªÅ¸³»¾ú´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ºÐ¼®À¸·Î ´ëĪÀÎ °æ¿ì $R=0.106\mathrm{nm}$¿¡¼ -16.3 eV ÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áø °ÍÀÌ µÇ¾î ¸Ö¸® ¶³¾îÁ®¼ °áÇÕÀ» ÇÏÁö ¾Ê´Â °æ¿ì¿¡ ºñÇØ ¾à 2.7 eVÀÇ À̵æÀÌ ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÑÆí ¹Ý´ëĪÀÎ °æ¿ì µÑÀÌ °¡±î¿öÁú¼ö·Ï ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â ÀϽÃÀûÀ¸·Î ÁÙ¾îµé±â´Â Çϳª ¾ç¼ºÀÚÀÇ Ã´·ÂÀ» À̱âÁö ¸øÇؼ °áÇÕÀ» ÇÒ ¼ö ¾ø´Ù.
|
¼ö¼Ò ºÐÀÚÀÇ °æ¿ì
¼ö¼Ò ºÐÀÚ´Â H2+¿¡ ÇϳªÀÇ ÀüÀÚ°¡ Ãß°¡ µÈ °ÍÀÌ´Ù. Ãß°¡µÇ´Â ÀüÀÚ ¶ÇÇÑ ´ëĪÀÇ Æĵ¿ÇÔ¼ö·Î H2+¸¦ Çü¼ºÇÏ´Â ÀüÀÚ¿Í °°Àº ¿ªÇÒÀ» ÇÏ°Ô µÇ¾î °áÇÕÀÌ ´õ¿í °·ÂÇØ Áú °ÍÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ÀüÀÚ³¢¸®ÀÇ ¹Ý¹ß·ÂÀÌ »ý°Ü³ª±â ¶§¹®¿¡ H2+ÀÇ °áÇÕ¿¡³ÊÁöÀÇ µÎ ¹èº¸´Ù´Â ÀÛÀº 4.5 eV ÀÌ´Ù.
_ °áÁ¤_ ²®Áú_ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§_ ¾çÀÚ¿ªÇÐ_ Æĵ¿ÇÔ¼ö_ ¹Ù´Ú»óÅÂ_ ¾ç¼ºÀÚ_ °íÀµ°ª_ º¸ÀÏ_ ÀüÇÏ
|