친구랑 카페 얘기를 하다가 갑자기 나온 질문이 CaFe란 물질이 있는가? 였습니다. 친구가 원하는 물질은 Ca2-와 Fe2+가 이온결합한 물질이었고, 이게 왜 존재하지 않냐고 질문했습니다.

저는 일단 Ca의 오비탈에 전자를 채워주고 n=3일 때까지의 오비탈을 채워두고, 4S2의 전자를 버리면 안정해지기 때문에 Ca는 2+상태로 존재한다 라고 설명을 했습니다. 그랬더니 Ca2-는 없냐고 묻더군요. 존재할 수는 있지만, 불안정해서 금방 붕괴될 것 같다고 대답했습니다. 그랬더니 친구가 왜 에너지가 낮은 상태로 바뀌냐고 물었습니다. 저는 화학에서 기본적으로 깔고 가는 룰같은거라고, 모든 관측 결과가 에너지가 낮은 상태를 선호하더라 라고 대답했더니 그럼 원리가 없는거냐고, 관측 결과로밖에 설명 못하냐고 그러더라구요.

역으로 제가 왜 +전하랑 -전하랑 끌어당기냐고 물었습니다.(친구는 물리과 3학년, 저는 화학과 2학년입니다) 전자기력 때문이라고 대답하더군요. 전자기력도 결국 관측해서 나온 결과 아니냐고 하니까 전자기력은 기본 힘이기 때문에 제가 얘기한 것과는 다른거 아니냐고 합니다.

그래서 그냥 저는 화학적으로 모든 물질은 우리가 원하는 상태로 존재할 수 있지만, 불안정한 상태의 물질을 만드려면 그만큼 엄청나게 많은 에너지가 필요하며, 또 불안정하기 때문에 금방 붕괴될 거라고 얘기했습니다. 그랬더니 친구가 태양 속과 같은 고에너지 상태에선 그럼 CaFe가 존재하냐고 물었습니다. (더불어서 아까 했던 질문과 같이 왜 에너지가 낮은, 즉 더 안정한 상태를 선호하냐고도 물었습니다)

제가 아는 한에서는 전부 설명한 것 같은데...계속 의문을 제기하니까 저도 궁금해지기도 하고 오기가 생기네요. 저보다 훨씬 화학적, 또는 물리적으로 지식이 풍부한 분들이 많은 과게분들이라면 혹시 설명해주실 수 있지 않을까싶어서 찾아왔습니다.