왜 HCl 분자간 힘은 수소결합으로 안 쳐주는 거야?

왜 HCl 분자간 힘은 수소결합으로 안 쳐주는 거야?

HF는 수소결합이 가능한데, 왜 HCl은 수소결합이 불가능해?

 

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[참고] 수소결합

[ https://ywpop.tistory.com/2593 ]

 

 

 

▶ 수소결합을 형성하기 위한 ‘기본 조건’

> 수소와 공유 결합하는 원자는

① 전기음성도가 매우 클 것.

② 비공유 전자쌍(고립 전자쌍)을 가질 것.

 

 

 

▶ 수소결합을 형성하기 위한 ‘필수 조건’

> 수소와 공유 결합하는 원자는

원자 크기가 매우 작을 것.

= 전하 밀도가 매우 높을 것.

( 원자 크기와 전하 밀도는 반비례 )

---> 이 때문에,

2주기 원소인 N, O, F만, 즉,

H–N, H–O, H–F 결합만

수소결합이 가능.

 

---> 이 때문에,

3주기 원소인 Cl은, 즉

H–Cl 결합은

수소결합이 불가능.

 

 

 

※ 정리하면,

수소결합은 δ+ 전하를 가진 수소 원자가

다른 분자의 비공유 전자쌍에

매우 가까이 접근해야 형성되는 분자간 힘입니다.

 

염소 원자는 부피가 커서

수소 원자가 충분히 가까이 접근할 수 없으며,

“흩어진(낮은) 전하 밀도 탓에

강한 정전기적 인력을 끌어내지 못합니다.”

 

이런 이유로

HCl 분자들 사이에는 수소결합이 아닌

일반적인 쌍극자-쌍극자 힘이

주된 힘으로 작용하게 됩니다.

 

 

 

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[간단 정리] Q. 왜 HCl은 수소결합이 불가능해?

 

A. 염소(Cl) 원자의 크기가

수소(H) 원자의 크기에 비해

너무 커서...

 

 

 

 

[그림] 원자 크기 비교 (공유 반지름 기준).

수소(H) = 32 pm, 질소(N) = 71 pm, 산소(O) = 63 pm, 플루오린(F) = 64 pm, 염소(Cl) = 99 pm. Covalent radius (single bond).

( 출처 https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radii_of_the_elements_(data_page) )

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/2597 ]

물의 높은 끓는점과 수소 결합

 

[참고] Q. 그렇다면,

원자의 크기가 작을수록

수소결합의 세기는 증가할까?

 

A. 수소결합의 세기를 설명하는 다른 이론이 있지만,

그렇다.

공유 반지름이 가장 작은 H–O 결합을 가진

H2O의 끓는점이 가장 높고,

공유 반지름이 가장 큰 H–N 결합을 가진

NH3의 끓는점이 가장 낮다.

 

 

 

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