수소 분자의 반지름은 얼마인가요?

수소 분자는 두 개의 수소 원자가 공유 결합으로 연결된 가장 단순한 분자입니다. 수소 분자의 크기는 주로 결합 거리, 즉 두 원자핵 사이의 거리로 결정됩니다.

원자 반지름은 원자핵 주변의 전자 구름의 크기를 나타냅니다. 수소 원자의 경우, 원자 반지름은 약 25 피코미터(pm)로 실험적으로 측정되었습니다. 이 값은 수소 원자핵 주변에 분포하는 전자 구름의 평균 반지름을 나타냅니다.

그러나 분자에서 수소 원자의 반지름은 단일 원자의 반지름과 다를 수 있습니다. 분자의 결합이 원자의 전자 구름을 변형시키기 때문입니다. 수소 분자의 경우, 두 원자핵 사이의 전자 구름이 겹쳐지면서 분자의 전자 밀도가 증가합니다. 이로 인해 결합 거리가 단일 원자의 반지름의 합보다 작아집니다.

수소 분자의 결합 거리를 이론적으로 계산한 결과 약 53pm로 나타났습니다. 이 값은 실험적 결과보다 크며, 분자의 전자 구름 겹침 효과를 고려한 양자 역학적 계산을 통해 얻은 것입니다.

따라서 수소 분자의 반지름은 단일 원자의 반지름과 다르며, 이는 분자의 전자 구름 겹침 효과에 의한 결합 거리의 단축 때문입니다. 실험적 측정에 따르면 분자의 원자 반지름은 약 53pm이고, 계산적 결과에서는 약 25pm로 나타났습니다.