극성, 무극성 분자 결합, 수소 결합

극성 분자와 무극성 분자의 힘의 차이 Chemistry 2007/03/11 10:59 http://blog.naver.com/rkdrnf/10015055013 우선 극성이라고 하는 것은 분자내 원자들의 결합에 있어서 전기음성도(누가 더 전자를 잘 끌어들이나를 상대적으로 측정한 값)의 차이에 있어서 부분적으로 전하의 차이가 발생함으로 인해 나타나는 성질입니다. 예를들어 C와 O의 공유결합에 있어서 공유된 전자들은 전자를 더 잘끌어들이는 O원자 주위에 머무르는 시간, 혹은 그 주위에서 발견될 확률이 더 높아집니다. 따라서 O는 전자의 영향으로 부분적으로 음전하를, 상대적으로 C는 양전하를 가지게 됩니다. 여기서 발생한 전하의 차이는 이온간의 결합에서 나타나는 +1, -1의 전하차이만큼 크지 않으므로 부분 전하(partial charge)라고 합니다. 어쨌던 이렇게 극성분자는 부분전하를 띄게 되므로 분자끼리 결합할때 부분양전하는 옆에있는 분자의 부분음전하에, 부분음전하는 옆에있는 전자의 부분양전하에 인력으로 끌리게 됩니다. 따라서 이온간의 결합만큼은 아니더라도 양, 음전하에 의해서 결합이 되므로 무극성분자의 결합에 비해 결합력이 쎄집니다. 따라서 끓는점도 높겠죠. 분자의 크기가 비슷하다는 조건은(정확하게는 분자량이 비슷하다는 조건입니다), 만약 둘다 무극성이거나 둘다 극성일때 결합력은, 즉 끓는점이나 녹는점은 분자량이 큰쪽이 더 높게되는거죠. 이는 서로 끌어당길 수 있는 면적이 늘어나기 때문입니다. 이를 반데르 발스 힘이라고 하죠. 참고로 무극성 분자끼리의 결합은 다음과 같습니다. 하나의 무극성 분자가 일시적, 순간적으로 부분전하를 띄게 됩니다. 예를들어 한 분자의 왼쪽에 부분 음전하를 띄게 되었다면 그 분자의 왼쪽에 있는 또다른 분자의 오른쪽에는 부분적으로 양전하가 생기게 되죠. 즉, 순간적으로 전하가 생긴(정확하게는 분자 양쪽으로 전하가 분리된거죠) 분자가 그 옆의 분자의 전하를 유도하게 된거죠. 어쨌던 이렇게 해서 두 분자는 약한 결합력을 가지게 된것입니다. 이를 London Force라고도 합니다.     수소결합     수소결합의 가장 근본적인 원인은 극성 때문이구요. 하지만 수소결합에서 가장 큰 의미를 가지는 것은 아마 수소의 크기 때문일 겁니다. 수소는 1주기에 있습니다. 따라서 그 크기가 매우 작습니다.. 수소가 워낙 작기 때문에 분자간 결합시 분자와 분자사이의 거리가 타 분자간의 거리 에 비해 훨씬 짧죠.. 이 사이의 거리가 워낙 짧기 때문에 녹는점이나 분자간의 힘에 영향을 미치게 됩니다.. 극단적인 예로 Cl를 보십시오.. Cl를 보면 전기음성도는 질소보다 클 겁니다.. 그런데 Cl은 3주기 이므로 반지름이 큽니다. 따라서 수소결합을 하지 않는게 되지요. 워낙 반지름이 크기 때문이죠. 그리고 F,O,N이 전기음성도가 크기 때문에 전자를 다른 것에 비해 많이 뺏어갑니다. 따라서 전하분율이 커지게 되어 쿨롱인력에너지 E=kq1q2/r 이라는 식에서 수소결합시에는 r이 작아지고, q1q2 는 커지니까.. 수소결합은 셉니다.