일반화학실험 | VSEPR 모델에 의한 분자의 3차원 구조

 

 

 

원자가 껍질 전자쌍 분자 모형을 이해하여 분자 안에서 원자들의 삼차원 배열을 예측할 수 있다. 즉, 분자 안에서 원자들의 삼차원 배열을 나타내는 분자구조는 그 물질의 화학적 성질을 결정하는데 중요한 요인이 된다.

 

특히 유기물이나 생체분자에서는 더욱 중요하다. 분자의 2차원 골격을 나타내는 루이스 이론은 화학 결합의 안정성을 설명하는데 도움이 되나 그 물질의 성질을 예측하기에는 부족하다. 따라서 분자 안에서 원자들의 삼차원 배열을 예측할 수 있는 간단한 방법인 원자가 껍질 반발 (VSEPR, valence shell electron pair repulsion) 모형을 이해하는 과정이 필요하다. 이를 통해 양자역학적 결합이론인 원자가 결합이론(VBT, valence bond theory)과 분자궤도함수 이론(MOT, molecular orbital theory)을 이해하는데 도움이 되고자 한다.

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1. 공명구조 : 같은 분자에 2개 이상의 타당한 루이스 구조가 존재할 경우 실재 분자 구조는 가능한 루이스 구조의 평균구조를 갖는데 이를 공명 혼성 구조라 한다.

 

2. 팔전자 규칙 : 주기율표 상의 전형 원소들은 비활성 원소처럼 최외각 전자껍질에 8개의 전자를 가지는 것이 가장 안정한 상태가 되므로, 최외각 전자껍질에 8개의 전자를 가지도록 반응을 진행하려는 경향을 말한다.

 

3. 형식전하 : 모든 결합 전자들이 결합 원자들 사이에서 동등하게 공유 되었을 때 갖는 전하이다. 여러 공명구조 중 기여도가 놓고 낮음을 판별할 때 우리는 분자 안에 있는 원자에 할당하는 형식 전하를 비교할 수 있다.

 

4. VSEPR 모형 : 전자쌍들 사이의 반발을 최소화 하는 방식으로 가능한 최대로 멀리 떨어져 최소의 에너지를 가질 수 있는 배향으로 중심 원자 주위의 구조가 결정된다는 가설이다.

 

 

 

[일반화학실험]VSEPR 모델에 의한 분자의 3차원 구조 레포트