[IB Chem] 화학 기초: 공유 결합 vs 이온 결합, 어떤 입자가 만들어질까?

화학을 공부할 때 가장 헷갈리는 부분 중 하나가 바로 “결합의 결과물로 어떤 형태의 입자가 생기는가?”입니다.

공유 결합과 이온 결합은 전자가 상호작용하는 방식이 다르기 때문에, 결과적으로 만들어지는 입자의 형태(Particle Formed)도 완전히 다릅니다. 이 두 가지의 결정적인 차이를 정리해 봅니다.

1. 공유 결합 (Covalent Bonding)

공유 결합은 주로 비금속 원소끼리 만나 전자를 서로 공유(Sharing)하며 형성됩니다.

• 형성되는 입자: 분자 (Molecule)
• 특징:
  • 공유 결합을 통해 생성된 중성 입자를 우리는 ‘분자’라고 부릅니다.
  • 분자는 물질의 고유한 성질을 가지는 가장 작은 단위이며, 독립적인 덩어리로 존재합니다.
• 예시: 물($H_2O$), 이산화탄소($CO_2$), 산소($O_2$)

💡 핵심: 물 한 컵은 수많은 $H_2O$ 분자들이 모여 있는 것입니다.

2. 이온 결합 (Ionic Bonding)

이온 결합은 금속(양이온)과 비금속(음이온) 사이에서 전자가 이동(Transfer)하여 생기는 정전기적 인력으로 형성됩니다.

• 형성되는 입자: 화학식 단위 (Formula Unit) 또는 결정 격자 (Crystal Lattice)
• 특징:
  • 이온 결합 화합물은 독립된 ‘분자’로 존재하지 않습니다. (소금 분자라는 말은 틀린 표현입니다!)
  • 대신 양이온($+$)과 음이온($-$)이 3차원적으로 규칙적으로 끝없이 배열된 거대한 결정 격자(Crystal Lattice) 구조를 이룹니다.
  • 우리가 $NaCl$이라고 쓰는 것은 하나의 분자가 아니라, 나트륨과 염소 이온의 비율이 1:1이라는 화학식 단위(Formula Unit)를 의미합니다.
• 예시: 염화나트륨(소금, $NaCl$), 산화마그네슘($MgO$)

💡 핵심: 소금 결정은 독립된 알갱이가 아니라, 수많은 플러스($+$)와 마이너스($-$) 이온이 교대로 쌓여 있는 격자 구조입니다.

3. 한눈에 비교하기 (요약)

구분	공유 결합 (Covalent)	이온 결합 (Ionic)
전자 상호작용	전자를 공유함 (Sharing)	전자가 이동함 (Transfer)
형성되는 입자	분자 (Molecule)	화학식 단위 (Formula Unit) (구조: 결정 격자)
구조적 특징	독립적인 단위(덩어리)로 존재	양이온과 음이온의 연속적인 배열
대표 예시	물($H_2O$), 설탕($C_{12}H_{22}O_{11}$)	소금($NaCl$), 염화칼슘($CaCl_2$)

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📝 쉬운 비유

• 공유 결합(분자): 두 사람이 손을 꼭 잡고 다니는 커플과 같습니다. (둘이서 하나의 독립된 유닛)
• 이온 결합(결정 격자): 거대한 운동장에 응원단이 앞뒤좌우로 줄지어 앉아 있는 것과 같습니다. (특정한 짝꿍 없이 전체가 거대한 그룹 형성)