옥텟규칙과 활성산소의 성질

옥텟규칙과 활성산소의 성질 : 

이 글에서는 옥텟규칙(octet rule)으로 활성산소의 성질을 알아봅니다. 수소원자 헬륨원자 산소원자의 사례로 옥텟규칙을 쉽게 이해할 수 있습니다.

 

옥텟규칙(octet rule)이란 무엇일까요?

멀쩡한 근섬유(근육 힘줄 인대 어깨회전근개)와 두뇌 세포를 파괴하는 활성산소의 기이한 행동(^^)을 이해한다? 그러려면 옥텟규칙(octet rule)이라는 화학 이론을 알아야 합니다. 생소하신 분들이 많겠지만, 설명을 들으면 진짜 하나도 어렵지 않아요~^^

옥텟규칙(octet rule)은 분자를 이루는 각각의 원자는 전자가 최외곽 껍질에 8개가 들어갔을 때 가장 안정된 상태라고 하는 화학 이론입니다. (첫 번째 껍질에는 2개) 모든 원자는 중심에 원자핵이 있고 바깥에 전자가 있습니다. 그리고 그 전자의 갯수에 따라 원자번호가 매겨집니다.

옥텟규칙은 그 전자가 다음의 규칙에 따를 때 그 원자는 안정된 상태라는 것입니다. 즉, 첫번째 껍질은 2개, 다음 껍질은 8개, 그 다음 껍질도 8개… 이런 식으로 되어야 안정된 상태 입니다.

 

옥텟규칙과 활성산소의 성질 : 수소원자 사례

예를 들어 원자번호 1번인 수소원자는 전자를 1개 가지고 있습니다. 이는 옥텟규칙에 따르면 안정된 상태가 아닙니다. 그리고 안정화되기 위해서는 전자 1개가 필요합니다. 그래서 주위의 원자로부터 전자 1개를 탈취하여 스스로 안정화 됩니다.

이럴 경우 수소의 원자핵은 +1의 전하인데 전자는 2개이므로 -2의 전하여서 +1 – 2 = -1 이 됩니다. (원자핵은 +1의 전하이고, 전자는 -1의 전하입니다) 그래서 -1가 수소음이온이 되는 것입니다. 이 -1가 수소음이온은 옥텟규칙에 따르면 전자가 2개여서 안정적이므로 자연계에 그 상태 그대로 존재할 수 있습니다. (위의 그림에서 ‘최초 2개’를 눈여겨 보세요)

 

옥텟규칙과 활성산소의 성질 : 헬륨원자 사례

다음으로 원자번호 2번인 헬륨은 전자를 2개 가지고 있습니다. 따라서 옥텟규칙에 따르고 있으므로 순수한 원자 그대로 안정적으로 자연계에 존재할 수 있습니다. (위의 그림에서 ‘최초 2개’를 눈여겨 보세요)

 

옥텟규칙과 활성산소의 성질 : 산소원자 사례

다음으로 산소의 원자번호는 8번 입니다. 옥텟규칙에 따르려면 전자 6개를 버려서 전자 2개로 되거나 전자 2개를 얻어서 전자 10개를 만들어야 안정화 됩니다.

이럴 경우 전자 6개를 버리는 것보다 전자 2개를 얻는 게 더 쉽습니다. 따라서 전자 갯수 8개인 순수 산소원자는 부족한 전자 2개를 주위의 원자로부터 탈취하려고 혈안이 되게 됩니다. 이러한 순수 산소원자 자체를 반응성이 강하다고 하여 활성산소라고 부릅니다.

이럴 경우 산소의 원자핵은 +8의 전하인데 전자는 10개이므로 -10의 전하여서 +8 – 10 = -2 가 됩니다. (원자핵은 +1의 전하이고, 전자는 -1의 전하입니다) 그래서 -2가 산소음이온이 되는 것입니다. 이 -2가 산소음이온은 옥텟규칙에 따르면 전자가 10개여서 안정적이므로 자연계에 그 상태 그대로 존재할 수 있습니다. (위의 그림에서 ‘다음 2 + 8 = 10개’를 눈여겨 보세요)

 

마치며

이상으로 옥텟규칙(octet rule)으로 활성산소의 성질을 살펴보았습니다. 자연계에 존재하려면 안정된 상태여야 합니다. 순수 수소원자와 순수 산소원자는 옥텟규칙에 따르면 안정된 상태가 아니어서 주위로부터 전자를 탈취합니다. 그래서 수소음이온과 산소음이온이 됩니다. 이에 반해 순수 헬륨원자는 옥텟규칙에 따르면 안정된 상태여서 주위로부터 전자를 탈취할 필요가 없습니다. 결론적으로 자연계에서 안정된 상태로 존재하는 것은 수소음이온 산소음이온 순수 헬륨원자 임을 알 수 있습니다.

수소원자와 수소음이온, 산소원자와 산소음이온. 전자 갯수만 다를 뿐 같은 존재였습니다! 다음 글에서는 이 음이온에 대하여 살펴보도록 하겠습니다.

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