전자 친화도 계산 질문 드립니다. (일반화학)

Born-Haber 순환에 따라서 Hess 법칙을 이용하여 원하는 물리량을 얻어내기만 하면 됩니다.

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우선 제시된 자료를 이용하여 화학 반응식을 구성하는 것이 첫 번째 단계입니다.

원하는 것이 Cl의 전자 친화도인데, 전자 친화도의 정의가 '기체 상태 1 mol의 물질이 전자를 1개 얻을 때의 엔탈피 변화'를 말합니다. 전자를 얻어 에너지 준위가 낮아지기 때문에 안정해지면서 열에너지를 내놓게 되어 발열 반응입니다.

ΔH < 0이 되겠죠. 참고로 전자 친화도와 이온화 에너지를 서로 부호는 다르고 그 크기는 같습니다.

나중에 반응식을 모두 연산하여 최종적으로 전자 친화도에 대한 반응식을 구성하면 됩니다.

이제 조건에 나와있는 반응식들을 살펴보겠습니다.

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격자 에너지는 결정성 고체를 형성하는 각 기체 상태의 양이온과 음이온이 정전기적 인력에 의해 이온 격자를 형성하면서 안정해질 때의 엔탈피 변화를 말합니다.

안정해지는 과정에서 열을 방출하기 때문에 발열 반응이고, ΔH < 0입니다.

결합 에너지는 기체 분자 1 mol을 해리시키는 데 필요한 에너지입니다.

필요한 에너지이기 때문에 양의 값을 가집니다. (ΔH > 0)

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문제에서 조건에 오류가 있네요.

Cl₂ 결합 해리에너지는 242 kJ/mol입니다.

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즉, Cl₂(g) → 2Cl(g) 반응이 ΔHdis = 242 kJ/mol이고,

1/2Cl(g) → Cl(g) 반응이 ΔHdis = 121 kJ/mol인 셈입니다.

뒤에서는 122 kJ/mol로 계산할게요.

생성 엔탈피는 가장 안정한 원소상태로부터 생성물을 생성할 때 발생하는 엔탈피를 말합니다.

반응물이 가장 안정한 원소 상태로, 표준 생성 엔탈피가 0입니다.

Na의 1차 이온화 에너지는 기체 상태의 물질 1 mol로부터 전자 1개를 떼어내기 위해 필요한 에너지를 말합니다.

필요한 에너지이기 때문에 양의 값을 가집니다.(ΔH > 0)

Na는 고체 상태일 때 안정한 상태로 다음과 같이 반응식을 세워주면 됩니다.

기체 생성 엔탈피라고 해도 되고 승화 엔탈피라고 봐도 되는데, 고체 → 기체 승화 과정에서 열 에너지를 흡수하는 흡열 반응이므로 ΔH > 0이겠죠.

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이제 반응식들은 얻어냈으니, 전자 친화도가 최종 반응식이 되도록 유도해봅시다.

원하는 반응식을 얻어내기 위해 반응물과 생성물에 집중하여 주어진 반응식들을 변형하는 것이 핵심입니다.

만약 생성물와 반응물을 서로 뒤바꿨다면 엔탈피 부호도 반대로 해주시면 되고,

각 계수에 n만큼 곱하거나 나누면 엔탈피 역시 크기 성질이기 때문에 동일하게 n만큼 곱하거나 나눠주면 됩니다.

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교재 문헌값과 거의 일치하는 것을 알 수 있습니다.

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다음 답변을 참고하세요.

https://kin.naver.com/qna/detail.naver?d1id=11&dirId=1115&docId=468645982&qb=6rKp7J6QIOyXkOuEiOyngA==&enc=utf8&section=kin.qna&rank=1&search_sort=0&spq=0

https://kin.naver.com/qna/detail.naver?d1id=11&dirId=1115&docId=468013707&qb=6rKp7J6QIOyXkOuEiOyngA==&enc=utf8&section=kin.qna&rank=2&search_sort=0&spq=0

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