8-02 원자가 껍질 전자 쌍 반발 이론

•Lewis 구조

•원자가껍질전자쌍반발이론(VSEPR)

•원자가결합이론(Valence Bond Theory)

•분자궤도함수이론(Molecular Orbital Theory)

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8-01 개론

제8장

분자구조와 공유 결합 이론

중심원자(central atom) 주변에 전자 고밀도 영역 (Regions of high electron density)이 가능한 한 멀리 떨어지려는 구조

1.결합된 각 원자는 단일, 이중 또는 삼중 결합이든지 한 개의 높은 전자 밀도 영역으로 계산한다.

2.중심 원자가 가진 전자의 비결합 전자쌍은 한 개의 전자 밀도 영역으로 계산한다.

8-02 원자가 껍질 전자 쌍 반발 이론

(Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR)

특정 중심 원자 주위의 원자가 전자쌍들은 명확히 파악될 수 있는데, 이 전자쌍들은 서로 반발하며, 전자쌍 반발력이

최소가 되는 중심 원자 주위에 배열한다.

중심 원자에 비결합 전자쌍이 없는 분자

(AB_x형, x는정수)

선형 (linear) (trigonal planar)삼각평면

(tetrahedral)정사면체

(trigonal bipyramidal)삼각쌍뿔

(octahedral)정팔면체

분자 기하 구조

bonding-pair vs. bonding pair repulsion

lone-pair vs. lone pair

repulsion lone-pair vs. bonding pair repulsion

> >

결합쌍(bonding pair)과 고립쌍(lone-pair) 전자

중심 원자에 비결합 전자쌍이 있는 분자

(AB_xU_y형, x, y는정수)

삼각평면/굽은형

정사면체/삼각뿔

정사면체/굽은형

(전자 기하 구조/분자 기하 구조)

삼각쌍뿔/시소

삼각쌍뿔/T형

삼각쌍뿔/선형

한 개의 중심 원자보다 많은 분자의 기하학적 구조

정팔면체/사각뿔

정팔면체/사각평면

예제 VSEPR을 이용한 분자의 기하 구조 예측 AsH

, OF

, AlCl

, I

, C

H

AB₃U

AB₂U₂

AB₄

AB₂U₃

AB₃

삼각뿔 형

굽 은 형

정사면체형

선형

삼각 평면형

쌍극자 모멘트 (dipole moment)

8-03 극성분자 :분자 기하구조의 영향

8-04 원자가 결합 이론 (Valence Bond Theory)

원자가 결합 이론 :공유 결합은 원자들 간 원자 궤도 함수들이 겹쳐서 전자를 공유함으로써 형성된다는 이론

양자화학 결합 이론: (1) VB 이론 (2) MO 이론

분자 안에서 각 전자는 원자 궤도 함수를 차지하고 분자내 결합은 원자가 전자들의 원자 궤도 함수가 최대로 겹치는 거리에 이루어지며 이들간의 반발력이 최소가 되는

기하학적 구조를 띈다.

원자 궤도 함수의 혼성화

혼성화 (hybridization); 중심 원자 주변이 특정한

기하학적인 환경에 놓임으로써 원래의 원자 궤도 함수의 전자분포 대신 원자 궤도 함수들의 혼성으로 나타나는 전자 분포로서 주변 원자들하고 결합하려 한다.

예제 혼성화 상태와 분자 기하 구조 BeH

, AlI

, PF

선형 삼각 평면

삼각뿔

예제 PBr

혼성화 상태와 분자 기하 구조

삼각 쌍뿔형 (삼각 이중피라미드)

8-13 이중 결합 화합물

그림 8-5. 탄소-탄소 이중결합 형성의 도식적인 묘사.

시그마(σ)결합:

원자궤도 함수의 head-on 겹침

파이(π)결합:

원자궤도 함수의 side-on 겹침

그림 8-8 아세틸렌 분자 (acetylene,C₂H₂ )

8-14 삼중 결합 화합물

σ

π

연습 문제 6, 9, 14, 18, 20, 24, 26(b)

& 예제 문제들

8장 문제 풀이 과제