21.1 전이금속: 개요 전이 금속 원소의 화학은 주족 원소의 경우 만큼 전자수의 변화에 크게 영향을 받지 않음. - 텅스텐은 3400 oC에서 녹고, 전등의 필라멘트로 쓰이지만, 수은은 25 oC에서 액체

21.1 전이금속: 개요 전자 배치 (Electronic Configuration) - 3d 궤도 함수는 4s 궤도 함수가 완전히 채워진, 즉 Ca([Ar]4s2) 다음부터 채워짐. - Sc: [Ar]4s23d1 , Ti: [Ar]4s23d2, Cr: [Ar]4s13d5

21.1 전이금속: 개요

21.1 전이금속: 개요 산화 상태와 이온화 에너지 - - -

21.1 전이금속: 개요 표준 환원 전위

21.1 전이금속: 개요 4d와 5d 전이 계열

21.2 첫 주기 전이 금속 Sc (Scandium) Ti (Titanium) V (Vanadium) - ScCl3, Sc2O3, Sc(SO4)3 등 주로 +3 산화 상태의 화합물로 존재하는 희귀한 원소 Ti (Titanium) - 화학 반응에 잘 견디기 때문에 화학 산업에 있어서 다양한 용도로 이용됨. V (Vanadium) - 지표 전역에 널리 퍼져 있으며, 철 및 Ti과 같은 금속과의 합금에 쓰임. - 주 산화 상태는 V2O3(m.p. = 650 oC) 및 VF5(m.p.=19.5 oC)등의 +5임.

21.3 배위 화합물 배위 화합물 (Coordination Compound) - 착이온(리간드가 붙어 있는 전이 금속)과 반대(상대) 이온(counterion)으로 구성 - 물에 녹이면 이온화합물처럼 행동함. - Alfred Werner (1866 ~1919)가 전이 금속에는 두 가지의 결합 능력이 있다고 제안 - 일차 원자가(primary valence): 금속이 상대 전하 이온과 이온 결합을 형성하는 능력  산화 상태(oxidation state) - 이차 원자가(sencodary valence): 배위수(coordination number)라고 함.  금속 이온과 리간드 사이에 이루어진 결합 수

21.3 배위 화합물 배위수

21.3 배위 화합물 리간드(Ligand) 배위 공유 결합(Coordinative Covalent Bond) - 금속 이온과 결합을 형성하는데 쓸 수 있는 고립 전자쌍이 있는 중성 분자나 이온 배위 공유 결합(Coordinative Covalent Bond) - 금속-리간드 결합의 형성을 Lewis 염기(리간드)와 Lewis 산(금속 이온) 사이의 상호 작용

21.3 배위 화합물 킬레이트 리간드(Chelating Ligand) 두 자리 리간드(Bidentate) - 고립 전자쌍이 있는 원자가 하나 이상 있어서 금속과 두 개 이상의 결합을 할 수 있는 리간드 두 자리 리간드(Bidentate) - 금속에 두 개의 결합을 형성할 수 있는 리간드 여러자리 리간드(Polydentate ligand) - 금속 이온과 두 개 이상의 결합을 할 수 있는 리간드

21.4 이성질 현상 이성질체(Isomer) - 두 개 이상의 화학종들이 화학식은 같으나 성질이 다른 현상 - 이성질체들은 원자의 종류와 수가 같지만, 원자의 배열이 달라 성질이 서로 다름.

21.4 이성질 현상 구조 이성질 현상(Structural Isomerism) - 원자 종류와 수는 같지만 결합이 서로 다름. 1) 배위 이성질 현상(Coordination Isomerism) - 착이온의 조성이 달라져 생기는 현상 - [Cr(NH3)5SO4]Br vs. [Cr(NH3)5Br]SO4  Br과 SO4의 역할이 바뀌어 있음. 2) 결합 이성질 현상(Linkage Isomerism) - 착이온의 조성은 같지만, 적어도 하나의 리간드에서 연결하는 원자가 달라짐. - SCN-는 질소나 황에 있는 고립 전자쌍을 통하여 결합할 수 있고, NO2-는 질소나 산소에 있는 고립 전자쌍을 통하여 결합할 수 있음.

21.4 이성질 현상 입체 이성질 현상(Stereo Isomerism) - 결합은 서로 같지만, 원자들의 공간 배열이 다름. 1) 기하 이성질현상(Geometrical Isomerism) or 시스-트랜스 이성질현상 - 원자 또는 원자단이 고정된 고리나 결합 주위에서 위치를 달리함으로써 생김. 2) 광학 이성질현상(Optical Isomerism) - 이성질체가 평면 편광에 반대 효과를 가짐. - 거울상 이성질체(enantiomer)

21.4 이성질 현상

21.4 이성질 현상

21.5 착이온에서의 결합: 편재화된 전자 모형

21.5 착이온에서의 결합: 편재화된 전자 모형

21.5 착이온에서의 결합: 편재화된 전자 모형

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model) 착이온의 색깔과 자기성은 금속-리간드 상호작용으로 인하여 금속 이온 d 궤도함수의 에너지가 달라져서 생기는 것, d궤도함수들의 에너지에 관심 팔면체 착물 (Octahedral Complexes) - dz2과 dx2-y2 가 리간드 점전하를 직접 대하고 있음. - dxy, dxz, dyz 가 리간드 점전하 사이에 놓여 있음. - 전자들은 리간드로부터 멀리 있는 d 궤도함수들에 채워져 정전기적 반발력을 최소화  팔면체 착물에 있어서 dxy, dxz, dyz (t2g)들은 dz2, dx2-y2 (eg) 보다 에너지가 낮다.

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model)

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model)

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model) Check 예제 21.4 & 21.5

빨강 주황 노랑 녹색 파랑 보라 보색 관계

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model)

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model) 다른 배위 기하 구조

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model)

21.6 결정장 모형 (Crystal Field Model)