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수려한집게벌레191
이온 결합 물질과 공유 결합 물질의 녹는점, 전기 전도성, 물에 대한 용해성 차이를 비교하고, 그 이유를 입자 간 결합력 관점에서 설명해 주세요~
이온 결합 물질과 공유 결합 물질의 녹는점, 전기 전도성, 물에 대한 용해성 차이를 비교하고, 그 이유를 입자 간 결합력 관점에서 설명해 주세요~
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
이온 결합 물질과 공유 결합 물질은 성질에서 뚜렷한 차이를 보입니다. 그 이유는 입자들을 붙잡아 두는 힘의 성격이 다르기 때문입니다.
이온 결합 물질은 금속과 비금속 사이에서 전자가 완전히 이동하여 양이온과 음이온이 형성되고, 이들이 강한 정전기적 인력으로 격자 구조를 이루며 결합합니다. 이러한 격자는 매우 안정적이고 단단하기 때문에 녹는점이 높습니다. 또한 고체 상태에서는 이온들이 움직일 수 없어 전기를 통하지 않지만, 물에 녹거나 녹아 액체가 되면 자유롭게 움직이는 이온들이 생겨 전류가 흐를 수 있습니다. 물에 대한 용해성도 대체로 높습니다. 이는 극성 용매인 물 분자가 이온을 둘러싸 안정화시키기 때문입니다.
반면 공유 결합 물질은 비금속 원자들이 전자쌍을 공유하여 결합합니다. 분자 내부의 공유 결합은 강하지만, 분자와 분자 사이에는 반데르발스 힘이나 수소 결합 같은 상대적으로 약한 분자 간 인력만 작용합니다. 따라서 대부분의 공유 결합 물질은 녹는점이 낮거나 중간 수준에 머물며, 전자가 특정 결합에 고정되어 있어 전기 전도성이 거의 없습니다. 물에 대한 용해성은 분자의 극성 여부에 따라 달라지는데, 극성을 가진 분자는 물에 잘 녹지만 비극성 분자는 잘 녹지 않습니다.
정리하면, 이온 결합 물질은 강력한 정전기적 인력 때문에 높은 녹는점과 전기 전도성을 가지며 물에 잘 녹는 반면, 공유 결합 물질은 분자 간 인력이 약해 녹는점이 낮고 전기 전도성이 없으며 물에 잘 녹지 않는 경우가 많습니다. 이 모든 차이는 입자 간 결합력의 본질적 차이에서 비롯됩니다.
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채택된 답변안녕하세요.
이온 결합 물질과 공유 결합 물질은 입자들이 어떤 방식으로 묶여 있는가에 따라서 성질이 달라집니다. 우선 이온결합화합물의 경우 양이온과 음이온이 강한 정전기적 인력으로 3차원 격자를 이루고 있습니다. 이 정전기적 인력은 매우 강하기 때문에 입자들을 분리하려면 많은 에너지가 필요하여 녹는점이 매우 높습니다. 반면 공유 결합 물질은 두 경우가 있는데요, 분자 형태의 공유 결합 물질은 분자 내부 결합은 강하지만 분자 간 인력은 수소결합이나 반데르발스힘, 쌍극자-쌍극자 상호작용과 같이 약하기 때문에 녹는점이 낮습니다. 반면에 다이아몬드처럼 거대한 네트워크 구조를 가지는 경우는 예외적으로 매우 높은 녹는점을 보입니다.
전기 전도성을 보면, 이온 결합 물질은 고체 상태에서는 전기가 통하지 않는데요, 이온들이 격자에 고정되어 있어 이동할 수 없기 때문입니다. 하지만 물에 녹거나 녹아서 액체 상태가 되면 이온이 자유롭게 움직일 수 있어 전기를 잘 전도하게 됩니다. 반면 공유 결합 물질은 대부분 전하를 띤 입자가 아니라 전자를 공유하는 구조이기 때문에 자유롭게 이동하는 전하가 없어 전기 전도성이 낮습니다. 예외적으로 흑연의 경우 전자가 이동할 수 있기 때문에 전도성을 갖습니다.
물에 대한 용해성의 경우, 이온 결합 물질은 물 분자가 가진 극성 때문에 이온과 강하게 상호작용하여 격자를 분해하고 용해됩니다. 즉, 물이 이온을 둘러싸 안정화시키는 수화가 나타나기 때문에 물에 잘 녹는 경우가 많습니다. 반면 공유 결합 물질은 극성 여부에 따라 다른데요, 극성 분자는 물과 상호작용하여 녹을 수 있지만, 비극성 분자는 물과 상호작용이 약해 잘 녹지 않는 경우가 많습니다. 즉 입자들이 얼마나 강하게 묶여 있는지, 그리고 전하를 가진 입자가 자유롭게 이동할 수 있는지가 성질을 결정한다고 보시면 되겠습니다.