<일반 화학> 8장- 결합: 일반 개념 -1

줌달 일반화학 10판 정리

 

<흐름 읽기>

화학 결합이란 무엇인지, 그 종류에는 이온/공유가 있고 실은 둘은 연속적이다(전기 음성도, 쌍극자 등)

이온 결합 화합물 - 상태, 화학식, 크기, 격자 에너지 등 

공유 결합 화합물 - 이온성 백분율, 공유 결합 에너지 등 개념 // 그리고 중요한 분자 구조 이론

 

 

화학 결합의 기본  

결합: 원자들을 묶어 하나의 단위체로 만드는 힘

원래의 상태보다 더 안정해지기 때문에 결합한다

ex. 전하 인력으로 안정화, 공유 결합 양성자-전자로 낮은 퍼텐셜 에너지

즉 결합을 형성하며 에너지를 방출

 

*결합 에너지: 화학 결합을 끊을 때 필요한 에너지

역반응(결합 형성) 하니 에너지가 방출됨. 결합 에너지의 반대.. 즉 결합 에너지를 가지고 있다!

 

화합물의 전자배치

-공유 결합(비금속 원자 간) : 불활성 기체의 전자배치를 이루도록 전자 공유

-이온 결합(금속+비금속) : 불황성 기체의 전자배치를 이루도록 이온이 됨(전자 얻거나 잃음)

 

결합의 종류

이온결합	공유결합
양이온+음이온의 정전기적 인력 금속(전자를 잃기 쉬움)+비금속(전자 친화력 가짐)	두 원자핵이 전자를 공유
쿨롱의 법칙 - 인력 에너지 전하와 거리가 중요	가장 낮은 퍼텐셜 에너지일 때 (그 때가 결합 길이) 양성자-양성자, 전자-전자 반발, 양성자-전자 인력

 

 

사실 이온결합-공유결합은 연속적이다 

공유결합은 동일 원자면 100% 공유결합 존재 but 이온 결합은 그런거 없음

*그냥 용융되었을 때 전기를 전도하면 이온 화합물이라고 약속함

 

***극성 공유 결합

두 원자핵이 전자를 불균등하게 공유

전기음성도의 차이 → 부분 양전하, 부분 음전하 → 이온적 성질로 인한 인력 → 더 큰 결합 강도

 

이온 결합 / 극성 공유 결합은 전기 음성도 차이 정도가 다를 뿐이다

 

 

전기음성도

'분자'에서 공유 전자를 끌어당기는 원소의 능력

전자 친화도와의 차이점 - 분자, 공유 전자

 

오른/위가 전기음성도가 세다

 

 

 

*Pauling의 모형

결합에너지의 (측정값-예측값)을 구해 상대적 전기음성도 구함

전기음성도의 차이 → 부분 양전하, 부분 음전하 → 이온적 성질로 인한 인력 → 더 큰 결합 강도

 

 

결합 극성과 쌍극자 모멘트

쌍극자다 = 쌍극자 모멘트를 가진다 = 분자에서 양전하 중심과 음전하 중심이 있다

*대칭적으로 생겨서 결합 쌍극자가 상쇄되면 쌍극자가 아님

 

 

 

 

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이온 결합 화합물 

 

고체 상태

보통 이온 결합 화합물은 고체 상태로 매우 가깝게 존재 → 인력 극대화해 안정

 

화학식 예측

불활성 기체 전자 배치 되도록 이온화(Al3+, O2-) → 분자가 전기적 중성이도록 개수 맞추기(Al2O3)

 

이온의 크기

양이온 - 전자를 잃어 작아짐 (핵 전하)

음이온 - 전자를 얻어 커짐 (반발)

*등전자 이온 - 유효핵전하가 작을수록 큼

 

격자 에너지

분리된 기체 이온이 이온성 고체를 형성할 때 방출되는 에너지 (발열이면 음의 값)

→ 고체 이온 화합물의 결합 강도 척도

쿨롱 법칙 변형한 식으로 격자 에너지 계산!

 

 

원소 → 고체 이온 화합물 형성 과정 

<승화/해리 엔탈피> (기체 아니면) 기체로 승화 / 분자 상태면 단일 원소로 해리

<이온화 에너지/전자 친화도> 기체 원소가 기체 이온으로 이온화 

<격자 에너지> 기체 이온 가지고 고체 이온 형성

*** 에너지나 엔탈피나 같은 단위 kJ/mol ... 근데 에너지 엔탈피 걍 퉁치고 그래도 되나?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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공유결합은 이후 구조 예측하는 모형까지.. 긴 흐름이 이어지니 정신 차리고 봐라!!

 

공유 결합 화합물 - 기본 

 

공유 결합의 부분적 이온성

X2처럼 완전한 공유결합은 있지만, 완전한 이온 결합은 없다.

결국 이온 결합이라 불리는 애들도 완전히 이온을 줘버리고 가져버리는 것은 아니잖아!

정말 전기음성도 차이가 얼마나 나느냐의 차이일 뿐이다.

*그냥 용융되었을 때 전기를 전도하면 이온 화합물이라고 약속함 (대체로 이온성 백분율이 50% 이상)

 

 

*결합의 이온성 백분율

 

 

 

공유 결합 에너지

화학 결합이 되며 더 안정해진다(에너지 방출) → 안정화 에너지가 결합에 저장된다?!

 

 

 

평균 결합 에너지

결합 깨질 때 단계/분에 따라 에너지 요구량이 다름(환경에 민감)

그래서 평균 값으로 계산한다

 

 

단일결합-이중결합-삼중결합

공유된 전자쌍이 많을수록 결합 에너지 크고, 결합 길이 짧

 

 

*결합 에너지를 이용해 화학반응의 엔탈피 변화 구하기

반응물의 결합 에너지-생성물의 결합 에너지

 

 

 

 

 

공유 결합 화합물 - 구조 모형 

다음 글에 이어서...