전자의 기하구조와 분자의 기하구조. CH4 NH3 H2O ★

분자의 기하구조를 알기 위해서는. CH4 NH3 H2O

분자의 극성을 알기 위해서는. CH4 NH3 H2O

 

 

 

CH4, NH3, H2O와 같은 분자의 화학식이 주어졌을 때,

각 분자의 기하구조를 알기 위해서는

 

 

 

첫째, 분자의 루이스 구조를 그릴 줄 알아야 된다.

( 루이스 구조식을 그릴 줄 알아야 된다. )

( 그리는 방법 https://ywpop.tistory.com/6302 )

( PCl3 예제 https://ywpop.tistory.com/2541 )

---> 루이스 구조가 있어야, 다음 단계의 전자영역을 알 수 있고,

중심원자에 비공유전자쌍이 존재하는지, 또는 몇 개인지 알 수 있다.

 

 

 

둘째, 루이스 구조를 보고, 전자영역(= 입체수)를 셀 수 있어야 된다.

( 참고: 전자영역 https://ywpop.tistory.com/2569 )

---> 전자영역을 세는 방법은 너무나 간단하다.

 

 

 

셋째, VSEPR 이론의 결과를 정리해둔

전자영역에 따른 기하구조 자료(표)를 숙지한다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2571 )

---> 웬만한 분자의 기하구조는 이것으로 알 수 있다.

 

 

 

 

CH4, NH3, H2O, 모두 다 전자영역은 4개인데,

CH4는 4개 모두 공유 전자쌍이므로, 정사면체 구조,

NH3는 4개 중 1개가 비공유 전자쌍이므로, 삼각뿔 구조,

H2O는 4개 중 2개가 비공유 전자쌍이므로, 굽은형 구조라는 것을

이제는 알 수 있다.

 

 

( 참고: H2O의 기하구조 https://ywpop.tistory.com/23255 )

( 참고: H2O의 구조 https://ywpop.tistory.com/10582 )

 

 

 

 

 

[그림] CH4 NH3 H2O 전자점 루이스 구조.

 

 

 

 

 

 

 

 

▶ 결합각 (bond angle)

> CH4: 109.5°

> CF4: 109.5°

> NH3: 107°

> H2O: 104.5°

 

 

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[참고] 학생들이 많이 혼동하는 것

---> 전자의 기하구조와 분자의 기하구조를 구분할 줄 모른다.

 

 

[1] 전자영역으로 본 기하구조,

즉 “전자의 기하구조”는 CH4, NH3, H2O, 모두 다 정사면체.

 

 

 

[2] 비공유 전자쌍을 빼고 본 기하구조,

즉, “분자의 기하구조”는

각각 정사면체, 삼각뿔, 굽은형 구조.

 

 

---> 이제는 혼동하지 말자.

---> 혼동만 안 하면, 이런 문제는 누워서 떡먹기 수준이다.

( 참고: 중심원자의 혼성오비탈 결정 https://ywpop.tistory.com/11542 )

 

 

 

 

 

[그림] 정사면체(Tetrahedral)의 3-D 구조.

 

 

 

 

[그림] 삼각뿔(Trigonal pyramidal)의 3-D 구조.

 

 

 

 

[그림] 굽은형(V-shaped bent)의 3-D 구조.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2024/05/electron-domain-geometry-and-molecular.html ]

electron-domain geometry and molecular geometry

전자 영역의 기하 구조와 분자의 기하 구조

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/15198 ]

BCl3와 NH3의 분자구조가 다른 이유. BCl3 NH3 geometry

 

 

 

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( CH4는 무극성, NH3, H2O는 극성. )

( 참고: 쌍극자 모멘트의 크기 순서 https://ywpop.tistory.com/15790 )