분자의 기하 구조와 원자가 껍질 전자쌍 반발 모형 (VSEPR model)

분자의 기하 구조와 원자가 껍질 전자쌍 반발 모형 (VSEPR model)

(1) 전자 영역 (Electron Domains)

 

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▶ 참고: 제9장 분자의 기하학적 구조와 결합 이론. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15257 ]

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복잡한 수식이나 이론 대신,

그냥 분자의 구조식, 예를 들면, 루이스(Lewis) 구조만 보고,

분자의 기하 구조를 예측할 수는 없 • 을 • 까?

 

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있다.

 

결합전자쌍 수와 비결합전자쌍 수를 보고,

분자의 기하 구조(3차원 모양)를 쉽게 예측할 수 있다.

 

“원자가 껍질 전자쌍 반발 모형” 이론만 알고 있으면...

 

 

 

 

원자가 껍질 전자쌍 반발 모형

Valence-Shell Electron-Pair Repulsion model (VSEPR model)

 

▶ 전자들은 서로 반발하기 때문에, 전자들은 가능한 한 서로 멀리 떨어지려고 한다.

→→→ 분자는 전자간 반발이 최소인 기하 구조를 갖는다.

 

※ 단, 결합에 참여하지 않는 핵심부 전자(core electrons)는 고려하지 않음.

 

 

 

 

분자의 루이스 구조를 보고,

분자의 기하 구조를 예측하기 위해서는,

우선 중심 원자의 전자 영역 개수를 셀 줄 알아야 한다.

( 전자 영역 = 입체수, steric number )

 

 

 

 

전자 영역 (Electron Domains)

( 의미: 전자들이 밀집해서 모여있는 공간 )

▶ 비결합전자쌍(Lone Pair) 1개 = 전자 영역 1개로 간주(count)

▶ 단일 결합 = 전자 영역 1개로 간주(count)

▶ 다중 결합 = 전자 영역 1개로 간주(count)

 

 

 

 

 

위 가상 분자에서, 중심 원자(A)의 전자 영역 개수는 4개이다.

( 비결합전자쌍 1개 + 단일결합 2개 + 이중결합 1개 = 4개 )

 

 

반응형

 

 

[예제 1] 메탄(methane)의 중심 원자, C의 전자 영역 = 4개

> 단일결합 4개 = 4개

 

 

 

 

 

[예제 2] 포름알데히드(formaldehyde)의 중심 원자, C의 전자 영역 = 3개

> 단일결합 2개 + 이중결합 1개 = 3개

( 참고: O의 전자 영역 = 3개 )

 

 

 

( Lp = lone pair. 비공유 전자쌍 )

 

 

 

 

[예제 3] 이산화탄소(carbon dioxide)의 중심 원자, C의 전자 영역 = 2개

> 이중결합 2개 = 2개

 

 

 

 

 

[예제 4] 시안화수소(hydrogen cyanide)의 중심 원자, C의 전자 영역 = 2개

> 단일결합 1개 + 삼중결합 1개 = 2개

 

 

 

 

 

[문제] 물(water)의 중심 원자, O의 전자 영역은 몇 개인가?

 

 

 

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답: 4개

> 단일결합 2개 + 비공유전자쌍 2개 = 4개

 

 

 

 

 

[그림] H2O의 3D 기하구조.

( Lp = lone pair. 비공유 전자쌍 )

 

 

 

 

[1개 동 = 1개 전자 영역]

1호, 2호, 3호, 4호, 이렇게,

4개 동으로 운영 중인 펜션이 있다.

 

각 동의 숙박 인원이 다음과 같다면,

1호 4명, 2호 6명, 3호 2명.

 

현재 사용 중인 동은 몇 개인가?

---> 3개

 

 

 

 

[ 이어지는 글 https://ywpop.tistory.com/2571 ] 중심원자의 전자영역 개수로 분자의 기하구조 예측

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7670 ] 큰 분자의 기하구조 예측. CH3-COOH의 기하구조

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/11542 ] 중심원자의 혼성오비탈 결정 방법

 

 

 

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