음이온

요약 중성의 입자가 전자를 얻어 만들어지는 음전하를 띠는 물질이며 반대는 양이온이다. 주기율표상에서 비활성기체를 제외하고 오른쪽 위에 치우쳐 있는 원소들이 음이온이 되기 쉽다.

중성원자와 이온의 크기

음이온과 반대로 중성의 입자가 전자를 잃어 양전하를 띠게 되면 이를 양이온이라 한다. 중성입자가 전자를 더 얻게 되면 전자의 수가 많아져 전자들 간의 반발력도 더 커진다. 따라서 음이온이 되면 중성원자일 때보다 크기가 증가한다. 양이온의 경우, 전자를 잃는 것이기 때문에 전자 간의 반발력이 줄어들고, 전자껍질의 수가 줄어드는 경우도 있어 입자의 크기가 줄어든다.

음이온이 되기 쉬운 원소

주기율표 상에서 비활성기체를 제외한 오른쪽 위에 치우쳐 있는 원소들이 음이온이 되기 쉽다. 즉, 최외각전자껍질에 전자가 많고, 원자 전체의 크기가 작은 원소들이 음이온이 되기 쉽다. 반대로 주기율표 상에서 왼쪽 아래에 치우쳐 있는 원소들은 양이온이 되기 쉽다. 즉, 최외각전자껍질에 전자가 적고 크기가 클수록 양이온이 되기 쉽다.

전자친화도

중성의 원자는 전자를 얻으면서 에너지를 방출하는데, 이러한 에너지를 전자친화도라 한다. 주기율표 상에서 왼쪽 아래에 있는 원소들은 전자친화도가 매우 작으며 음의 값을 가지는 원소도 있다. 이런 원소들은 오히려 에너지를 필요로 하는 것이다. 하지만 오른쪽 위에 있는 원소들은 전자친화도가 커 음이온이 되기 쉽다. 16, 17족의 2, 3주기 원소인 산소, 플루오린, 황, 염소와 같이 전자친화도가 큰 원소들은 전자를 얻으면서 전자친화도만큼의 에너지를 방출하고 음이온을 만들게 된다.

상온에서 음이온의 안정성

최근 음이온이 공기를 정화한다거나 인체의 자율신경계를 조절한다는 등 음이온에 대한 긍정적인 이야기가 퍼지면서 음이온을 방출하는 제품들이 많이 만들어지고 있기도 하다. 그러나 음이온의 효과가 정확하게 확인된 바는 없으며, 음이온이 만들어져 방출된다 해도 상온의 공기 중에서 안정하게 존재하는 것은 매우 어렵다. 중성원자가 전자를 얻어 음이온이 만들어지는 반응은 매우 높은 온도에서 진행되는 것이며 상온에서의 이온은 매우 불안정하기 때문이다.