제 7 장 : 화학결합. 차례 7-01 원자의 루이스 구조식 이온결합 7-02 이온성 화합물의 형성 공유결합 7-03 공유결합의 형성 7-04 분자와 다원자 이온의 루이스 구조식 7-05 옥테드 법칙 7-06 공명 7-07 루이스 구조식에서 옥테드 법칙의 한계 7-08.

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1 제 7 장 : 화학결합

2 차례 7-01 원자의 루이스 구조식 이온결합 7-02 이온성 화합물의 형성 공유결합 7-03 공유결합의 형성 7-04 분자와 다원자 이온의 루이스 구조식 7-05 옥테드 법칙 7-06 공명 7-07 루이스 구조식에서 옥테드 법칙의 한계 7-08 극성과 비극성 공유결합 7-09 쌍극자 모멘트 7-10 결합형태의 연속성

3 학습목표 원자들의 루이스 점 구조식을 그린 그림 특정 원자로 이루어진 결합이 이온, 공유, 또는 극성 공 유결합인지를 예상 이온결합 화합물과 공유결합 화합물의 비교와 반대되 는 특징 결합이 화합물에 미치는 영향에 대한 설명 이온결합은 어떻게 형성되는가에 대한 설명 이온결합 화합물의 에너지 관계에 대한 설명

4 이온결합 화합물의 화학식 예상 공유결합은 어떻게 형성되는가에 대한 설명 분자와 다원자 이온의 루이스 점식 및 선식 표기 옥테드 법칙의 예외 공유구조에서 원자의 형식전하 표시 공명에 대한 설명과 공명구조 그리기 전기 음성도 차와 결합의 본질과의 관계

5 탄소 원자들이 3 차원적으로 정렬된 공유 결합으로 알려진것 중 가장 경도가 큰 물질인 다이아몬드를 만든다.

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7 7-01 원자의 루이스 구조

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9 원소의 최외각 전자 수의 배치는 화학 결합 뿐만 아니라 화학적 물리적 성질을 결정한다 화학적으로 중요한 최외각 전자를 나타내는 간편한 방법으로 루이스 점 구조식 (Lewis dot Formulas) 을 사용한다.

10 7-02 이온성 화합물의 형성

11 이온결합은 많은 반대로 하전된 이온들의 인력이며 고체를 만든다. 이런 고체 화합물을 이온성 고체라고 한다. 금속과 비금속처럼 두 원소 사이의 전기 음성도 차이 Δ(EN) 가 클 때 원소들은 이온결합 화합물을 형성하려 한다.

12 금방자른 나트륨은 금속 광택을 떠나 곧 공기와 반응하여 하얗 게 변한다. 몇가지 이온 결합 화합물들, 시계 방향으로 NaCl( 흰색 ),CuSO 4 5H 2 O ( 청색 )NiCl 2 6H 2 O( 녹색 ),K 2 Cr 2 O 7 ( 주 황색 ), 그리고 CoCl 2 6H 2 O( 빨강색 ) 1mol 에 해당하는 양

13 A 족 원소들은 주기율표에서 멀리 있을수록 이온결합을 더욱 잘 형성한다.

14 그림 7-1 NaCl 결정구조의 한 표시, 각 Cl - 이온은 6 개의 Na + 이온은 6 개의 Cl - 이온에 둘러 싸여 있다.

15 리튬은 금방잘랐을 때는 표면이 반짝이 지만 공기에 노출하면표면은 산화 리튬으로 변한다.

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17 그림 7-2. Na(g) + Cl(g) NaCl(s) 반응에서 에너지 변화를 나타내는 도식 도.

18 7-03 공유 결합의 형성

19 그림 7-3 두 수소 원자들 사이에 공유 결합 이 형성되는 과정 (a) 두 수소가 아 주 멀리떨어짐 (b) 두 수소가 접근하면 전자는 다른 원소의 핵으로 부터 인력 을 받음 (c ) 두 전자가 1s 궤도함수에 차 들어가 중첩되고 핵 사이의 전자밀도 가 최대로 된다.

20 그림 7-4. 두 핵간 거리함수로 나타낸 H 2 분자의 위치 에너지.

21 공유결합은 두 원자가 하나 이상의 전자쌍을 공유할 때 형성. 공유결합은 원자사이의 전기 음성도 차이. Δ(EN) 가 0 이거나 아주 작을 때 형성된다. 단일 공유 결합 : 두개의 원자가 1 쌍의 전자를 공유 이중 공유 결합 : 두개의 원자가 2 쌍의 전자 를 공유 삼중 공유결합 : 두개의 원자가 3 쌍의 전자 를 공유

22 7-04 분자와 다원자 이온의 루이 스 식

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24 7-05 옥테드 법칙

25 S = N – A S = 결합에 참여한 전자수 N = 0 족 기체의 전자배치를 갖기 위해 필요한 전자의 총수 (N = 8 × 원자수 [H 제외 ] + 2 × H 원자수 ) A = 모든 원자에 포함된 원자가 전자의 수. 이 경우 음이온은 전하수만큼 전자를 더하고 양이온은 전자를 뺀다.

26 7-06 공명

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28 공명 : 같은 원자 배열을 하면서 두개 이상의 루이스 식이 가능한 경우

29 7-07 루이스 구조식에서 옥테드 법칙의 한계 옥테드 법칙의 한계 A. 대부분의 베릴륨 (Be) 공유결합 화합물 ; Be 는 2 개의 원자가 전자만을 가지기 때문에 두 개의 다른 원소와 결합할 때 단지 2 개의 공유결합만 형성한다. B. 대부분의 IIIA 족, 특히 보론 (B) 공유결합 화 합물. IIIA 족 원소는 3 개의 원자가 전자만을 가질 수 있기 때문에 세 개의 다른 원소와 결합할 때 단지 3 개의 공유결합만 형성한다.

30 C. 홀수의 전자를 포함하는 화합물이나 이온들 ; 11 개 의 원자가 전자를 가진 NO 와 17 개의 원자가 전자를 가진 NO2 가 그 예다. D. 중앙 원자가 활용할 수 있는 모든 전자 A 를 사용할 경우 8 개의 원자가 전자보다 많은 공유를 필요로 할 때, 이 경우를 만나게 되면 7-5 절의 과정에서 2 단계 와 4 단계에 다음이 추가되어야 한다. 2a 단계 : 만약 S, 공유된 전자수가 모든 원자와 중앙 원자와의 결합 때 필요한 수보다 작다면, S 가 필요로 하는 전자의 수까지 증가한 다. 4a 단계 : 만약 S 가 2a 단계에서 증가했다면, 모든 전자들 (A) 이 더해 지기 전에 모든 원자들의 팔중항을 만족할 것이다. 추가된 전자는 중앙 원자에 놓인다.

31 7-8 극성과 비극성 공유결합 극성 공유결합 전자쌍을 동등하게 공유하지 않은 공유결합 비극성 공유결합 전자쌍을 동등하게 공유한 공유결합

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35 7-9 쌍극자 모멘트

36  쌍극자 모멘트의 정의 서로 다른 부호의 같은 값을 가지는 분리된 전하의 크기 (q) 와 둘 사이의 거리 (d) 의 곱으로 정의 μ = q × d

37 그림 7-5. HF 와 같은 극성 분자들은 전기장에 놓이면 전기장의 방향과 반대 방향으로 정렬된다.

38 7-10 결합형태의 연속성

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40 부분적인 이온성 : 결합된 원자들 사이에 전기 음성도 차이가 클 수록 증가 한다. 부분적인 공유성 : 양이온과 음이온이 강하 게 작용할때 어느정도의 전자를 공유하게 되는 경우

41 요약 이온결합 : 많은 수의 반대 전하를 가진이온 ( 양이온과 음이온 ) 들이 서로 끌어 당겨 고체를 형성함. 이온은 한 원자나 그룹에서 다른 원 자나 그룹으로 전자가 이동되어 형성된다. 공유결합 : 두 원자가 하나 이상의 전자쌍을 공유 할때 형성된다. 원 자 사이의 전기 음성도 차이 가 0 이거나 아주 작을 때 형성된다. 단일 공유 결합 : 두개의 원자가 1 쌍의 전자를 공유 이중 공유 결합 : 두개의 원자가 2 쌍의 전자를 공유 삼중 공유결합 : 두개의 원자가 3 쌍의 전자를 공유 옥테트 법칙 : 많은 주족 원소들은 그들의 원자 껍질에 8 개의 전자를 가지게 된다. 공명 : 한 분자나 이온이 루이스 전자 구조를 그릴때 두개이상의 구 조식을 그릴 수 있는 ( 비편재화 ) 극성결합 : 두 원자 사이 전기 음성도 가 커서 전자 밀도가 비 대칭 적으로 분포된 공유결합

42 비극성 공유결합 : 두 원자의 전기 음성도가 같아 전자 밀도가 대 칭적으로 분포된 공유 결합