VSEPR. 큰 분자의 기하구조 예측

VSEPR. 큰 분자의 기하구조 예측

 

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▶ 참고: 제9장 분자의 기하학적 구조와 결합 이론. 목차

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

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큰 분자의 기하구조는

뼈대에 속하는 각 원자의 전자 영역을 하나씩 따져서 예측할 수 있다.

( 참고: 전자 영역 https://ywpop.tistory.com/2569 )

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

 

 

 

예를 들면, 아세트산의 루이스 구조에서

탄소(red), 탄소(green), 산소(blue), 이렇게 3개의 원자를 중심원자로 간주해서

각 원자의 전자 영역을 따지면 전체 분자의 기하구조를 예측할 수 있다.

 

 

 

▶ 탄소(red): 전자영역 = 4 → 사면체 → 예상 결합각 = ~109.5°

( 전자영역 = 4 이므로, sp3 혼성. )

( 탄소의 4개 전자영역은 모두 결합 전자쌍이므로,

∠HCH는 거의 109.5°에 가깝다. )

 

 

▶ 탄소(green): 전자영역 = 3 → 삼각평면 → 예상 결합각 = ~120°

( 전자영역 = 3 이므로, sp2 혼성. )

( 탄소의 3개 전자영역 중, 1개가 이중결합이므로,

∠C_red-C_green-O_blue는 120°보다 작다. )

 

 

▶ 산소(blue): 전자영역 = 4 → 사면체 → 예상 결합각 = ~109.5°

( 전자영역 = 4 이므로, sp3 혼성. )

( 산소의 4개 전자영역 중, 2개가 비결합 전자쌍(고립 전자쌍)이므로,

∠COH는 109.5°보다 작다. )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2571 )

 

 

 

 

[그림] 실제 아세트산 분자의 기하구조.

 

 

 

 

※ 전자의 기하구조와 분자의 기하구조가 일치하는 조건

---> 중심 원자의 전자쌍은 전부 결합 전자쌍일 것.

 

> 중심 원자에 비결합(비공유) 전자쌍이 존재하면,

전자의 기하구조와 분자의 기하구조는 일치하지 않는다.

 

 

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[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/8736 ] 탄산의 결합각 계산

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7690 ] 비공유 전자쌍 개수에 따른 분자의 기하구조

 

 

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펩타이드 결합(peptide bond)의 결합각 설명

 

 

 

> C의 전자영역 = 3 이고, 1개 전자영역을 이중결합이 차지하므로,

∠RCO, ∠OCN은 120도보다 크고, ∠RCN은 120도보다 작다.

 

> N의 전자영역 = 4 이고, 1개 전자영역을 비공유전자쌍이 차지하므로,

∠CNH, ∠HNR’은 109.5도보다 작다.

( 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/9491 )

 

 

 

 

[ 그림 출처 wikimedia ] N-methylacetamide의 기하구조.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/22198 ] VSEPR. 메탄올의 결합각

 

 

 

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