complex ion은 말 그대로 복잡한 이온으로 + charge를 띠는 금속의 cation이 물 속에서 물분자의 lone pair를 제공받아 coordinate covalent bond를 형성하여 이루어진 이온을 말합니다. 주로는 transition metal의 ion이 이러한 경향을 주로 보이지만 1개의 Al3+(aq)은 6개의 H2O(l)와 coordinate covalent bond를 하여 [Al(H2O)6]3+를 형성할 수 있습니다.

coordinate covalent bond를 할 때 electron pair acceptor를 Lewis acid, electron pair donor를 Lewis base라고 합니다. Lewis acid/base의 개념을 complex ion에 적용시킬 때에는 + charge를 띠는 metal ion은 Lewis acid이고 lone pair를 제공하는 물질은 Lewis base인데 일 때 Lewis base를 ligand라고 합니다.

만약 물에 AlCl3(s)를 dissolve 시켰다고 하면 Al3+(aq)이 형성됩니다. 주변에는 H2O(l)가 매우 많고

Al3+(aq) + 6H2O(l) → [Al(H2O)6]3+(aq)를 형성합니다. 이 때 어떤 금속 cation이 몇 개의 Lewis base와 결합하는 것은 물질 마다 다르고 같은 이온이라고 하더라도 다양할 수 있기 때문에 이러한 물질이 형성된다로만 이해하시면 됩니다.

실제로 complex ion과 관련된 chemistry에서는 valence bond theory, crystall field theory, ligand field theory 등이 있지만 이는 대학 1학년이나 화학을 전공하는 사람들이나 다루는 내용이고 AP 내용과는 전혀 무관합니다.

따라서 Lewis acid base 개념으로 결합하는 금속 cation과 lone pair를 가진 화학종의 관계에서 complex ion이 생긴다 정도만 이해하시면 충분하고 참고로 [Al(H2O)6]3+(aq)는 물에서 이온화되어 산성을 띨 수 있는데 이 내용은 acid/base에 다루니 그 단원을 다시 참고해주시면 됩니다.

너무 복잡하게 생각하지 마시고 이러한 복잡한 이온이 있다 그 연결고리는 coordinate covalent bond이고 전체의 charge는 reactants 와 products에서 같다 정도로 정리하시면 됩니다.

Net ionic equation과 관련된 내용은 Lecture 6에 기본적으로 제시해드렸습니다.

diprotic acid는 1개의 acid가 ionization 되면 2개의 H+(proton)이 생성되는 물질입니다. 물론 기본적인 반응식은 알아두셔야 하는 것이구요

diprotic acid의 경우 H+이 한 번에 모두 떨어지는 것이 아니라 단계별 ionization 반응이 있고 단계별 반응의 평형상수(equilibrium constant)를 Ka1, Ka2라고 합니다.

예를 들어 H2A의 ionization 반응에서

H2A + H2O ⇄ H3O+(aq) + HA—   Ka1 첫 번째 이온화 평형상수

charge를 띠지 않는 H2A로부터 H+가 생성되면 나머지 부분은 -를 가지게 됩니다.

HA— + H2O ⇄ H3O+(aq) + A2—   Ka2 두 번째 이온화 평형상수

charge가 -1인 HA—로부터 H+가 생성되면 나머지 부분은 2-를 가지게 됩니다.

3개의 proton을 가지는 경우에도 마찬가지이며 이러한 단계별 이온화 반응은 기본반응으로 알아두셔야 합니다. 이 부분은 기본적으로 알고 있다고 가정하고 문제를 출제합니다. 물론 반응식을 주고 물어볼 수도 있지만 당연히 알고 있어야 하는 내용입니다.

답변이 도움이 되었기를 바랍니다.