원리를 쉽게 설명하는 변호사
"금속도 전자를 끌어당길 수 있을까?"
이 질문에 대다수는 "아니요. 금속은 전자를 내어주는 원소입니다"라고 답할 것 같다. 나트륨은 전자를 잃고 양이온이 되며, 철 또한 부식되며 전자를 내놓는다. 교과서에서 묘사하는 금속은 언제나 전자를 주는 역할에 머물러 있다.
하지만 이 설명에는 본질적인 원리가 생략되어 있다. 금속을 포함한 모든 원자는 중심에 원자핵을 가지고 있으며, 핵은 양(+)전하를 띤다. 전하의 성질에 따라 양전하를 띤 핵은 음(-)전하를 띤 전자를 반드시 끌어당긴다. 즉, 금속과 비금속을 막론하고 세상의 모든 원자는 전자를 자기 쪽으로 당기는 힘을 지니고 있다. 양전하가 음전하인 전자를 끌어당기는 것은 거스를 수 없는 물리적 본능이며 자연의 섭리이다.
이처럼 원자가 공유 전자쌍을 끌어당기는 상대적인 힘의 크기를 '전기음성도'라 한다.
질문을 조금 바꾸어보자. "금속은 전자를 끌어당기지 못하는 것일까, 아니면 단지 힘이 약한 것일까?" 정답은 후자다. 금속도 분명히 전자를 끌어당기지만, 비금속에 비해 그 힘이 상대적으로 약할 뿐이다.
통상적으로 대부분의 금속은 전기음성도 수치가 2.0 미만이다. 반면 비금속 원소들은 이보다 훨씬 높은 값을 가진다. 이 수치의 차이는 두 원자가 만나 결합할 때 결정적인 변수로 작용한다.
금속 원자와 비금속 원자가 만나 하나의 전자를 사이에 두고 서로 당기는 상황을 가정해 보자.
두 원자 모두 전자를 당기지만, 힘의 균형은 금속 쪽으로 기울지 않는다. 전기음성도의 차이가 일정 수준(약 1.7) 이상 벌어지면, 전자는 더 강한 힘을 가진 비금속 원자 쪽으로 완전히 치우치게 된다. 이 과정에서 전자의 이동이 발생한다.
전자를 강하게 당긴 쪽은 전자를 얻고, 상대적으로 약했던 쪽은 전자를 잃는다. 이것이 우리가 알고 있는 '이온 결합'의 형성 과정이다.
여기서 기존의 상식을 수정할 필요가 있다. 금속은 본래부터 전자를 능동적으로 방출하는 존재가 아니라, '전자를 붙잡는 힘이 상대적으로 약한 존재'다. 금속이 전자를 내어주는 이유는 고유한 성질이 이타적이라서가 아니다. 전자를 사이에 둔 역학 관계에서 비금속의 강력한 인력을 이겨내지 못했기 때문에 결국 전자를 점유하지 못하는 것이다.
"금속도 전자를 끌어당길 수 있을까?"라는 질문에 다시 답한다면 다음과 같다. 금속 또한 양전하를 가진 핵을 통해 전자를 당긴다. 다만, 비금속과의 경쟁에서 전자를 끝까지 붙잡아둘 만큼의 수치에 도달하지 못할 뿐이다.
이처럼 복잡한 개념도 구조를 나누면 훨씬 명확해집니다.
법률 문제도 마찬가지로, 구조를 제대로 잡는 것이 핵심입니다.