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배워보자/화학 강의(Chemistry Course)

[화학 강의] 3. 유기화학원론_일반화학- 공유결합, 결합에너지, 팔전자규칙, 루이스 구조식, 루이스 모델, 이중결합, 삼중결합, 극성 공유결합, 전기음성도, 이중극자모멘트

yobebe 2023. 7. 26. 00:44
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1. 공유결합

 

1-1. 화학 결합의 한 형태.

 

1-2. 공유(covalent) 또는 공유 전자쌍(covalent electron pair)은 루이스(Lewis)가 처음으로 제안.

 

1-3. 각각의 원자가 전자를 하나씩 공유하여 안정한 전자 배치를 형성.

       ex) 두 수소 원자가 전자 두 개를 공유하면 전자 껍질을 완전히 채운 헬륨과 유사한 전자 배치를 보임.


2. 루이스(Lewis) 구조식

 

2-1. 전자를 점으로 나타낸 구조.

 

2-2. Lewis 모델은 원자가 껍질에 여덟 개의 전자를 가지고 있는 두 번째 주기 원소에만 적용.

        (Li, Be, B, C, N, O, F, Ne)

 

2-3. 팔전자 규칙

       화합물을 형성할 때 전자를 잃거나 얻거나 또는 공유하여 8개의 원자가 전자가 된다.

 

2-4. 공유결합의 두 개의 전자를 선(-)으로 나타냄.


3. 이중결합 삼중결합

 

3-1. 전자쌍을 공유하여 결합을 한다는 루이스 개념의 확장.

 

3-2. 4개의 전자를 공유하면 이중결합

       6개의 전자를 공유하면 삼중결합.

       즉. 전자 2개를 하나의 선으로 표현하면

       이중 결합은 선이 2

       삼중 결합은 선이 3


4. 극성 공유결합(polar covalent bond)

 

4-1. 공유 결합 내의 전자가 두 원자에 동일하게 나누어 질 필요가 없음.

 

4-2. 한 원자가 다른 원자보다 전자를 끄는(당기는) 경향이 더 크다며 전자 분포는 쏠림 현상 발생.

       이를 분극화 된다고 표현.

 

4-3. 극성 공유 결합 - 공유 결합 내의 전자가 분극화된 결합


5. 전기 음성도(electronegativity)

 

5-1. 공유 결합 내의 전자를 끌어당기는 경향.

 

5-2. 전기 음성적(electronegative) 원소 – 전자를 끌어당김.

       전기 양성적(electropositive) 원소 – 전자를 제공.

 

5-3. 전기음성도는 주기율 표에서 오른쪽으로 갈수록 커짐.

        2주기 원소에서 전기음성도가 가장 큰 원소는 F(플루오린)

        2주기 원소에서 가장 양성적은 원소는 Li(리튬)

 

5-4. 전기음성도는 족의 아래로 갈수록 줄어듬.

        

폴링(Pauling) 척도에 의한 전기음성도 주기율표 ( wikipedia 참조)

 


6. 이중극자(dipole)

 

6-1. 이중극자 양전하와 음전하의 중심이 분리되어 있으면서 형성.

 

6-2. 이중극자 모멘트(dipole moment, u) – 전하 e 에 두 전하 중심의 거리를 곱한 값.

       

        u = e X d

 

       - 양전하든 음전하든 크기가 같기 때문에 무관.

       - 전자의 전하 = 4.80 X 10-10 esu(정전기적 단위)  / 두 전하 중심의 거리는 10-8 정도

       - 분자의 이중극자 모멘트는 10-18 esu.cm 범위의 값.

       - 10-18 esu.cm 값을 debye, D로 정의.

        ex) HF(플루오린화수소)의 이중극자 모멘트는 1.7 X 10-18 esu.cm = 1.7 D 라고 표기.

 

6-3. 극성(polar) 분자 이중극자 모멘트 가짐.

       비극성(nonpolar) – 이중극자 모멘트 없음.

 

        극성이 되려면 극성 결합을 가져야 함.

        각 극성 결합의 이중극자를 서로 상쇄시키는 모양을 되면 이중극자모멘트 사라짐.

 

이중극자 모멘트 개념을 알아야 하는 이유!!!

why?

이중 극자의 방향과 크기에 영향을 받는 반응이 있기 때문에!!

 


 

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