1차 이온화에너지보다 2차 이온화에너지가 항상 더 큰 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 기체 상태 원자로부터 전자가 떨어져 나갈 때 1차 이온화 에너지보다 2차 이온화 에너지가 항상 더 큰 에너지가 필요한 이유는 무엇인지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요.

네, 질문해주신 '이온화에너지'란 기체 상태의 원자로부터 전자 하나를 제거할 때 필요한 에너지를 의미하는 개념인데요, 여기서 1차 이온화 에너지의 경우에는 기체 상태의 중성 원자로부터 전자 1개를 떼어내는 데 필요한 최소 에너지이며, 2차 이온화 에너지는 이미 1개의 전자를 잃어 양이온(X⁺)이 된 상태에서, 전자를 추가로 떼어내는 데 필요한 최소 에너지입니다. 즉 중성 원자에서는 양성자 수(Z)와 전자 수가 같아 전자가 서로 전기적 반발을 하는데요, 1개 전자를 잃으면 전자 수가 줄어 반발력이 감소하게 되며, 남은 전자들이 핵에 더 강하게 끌려가면서 전자 하나를 더 떼어내려면 훨씬 큰 에너지가 필요합니다. 이를 유효핵전하의 개념과 연관지어보자면 1개 전자가 빠지면, 전자껍질 구조가 바뀌지 않는 한 전자 차폐 효과가 줄어들게 되면서 결과적으로 각 전자가 느끼는 핵의 인력이 커지게 되는 것입니다. 감사합니다.