[무기화학] VSEPR 0단계 (H2O 루이스 구조)

이전 글에서 VSEPR에 관해 다루었다.
단계에 맞게 루이스 구조를 결정하는 과정이
너무 길어져서 따로 작성하려 한다.


루이스 구조를 결정하는 과정은
아래 글을 참고하면 된다.

[무기화학] VSEPR 0단계 (루이스 구조식)

---

다시 한 번 상기시켜 보자.
루이스 구조를 결정하는 단계는 다음과 같았다.

1. 중심 원자 결정
2. 중심 원자의 최외각 전자 수 결정
3. 단일 결합으로 연결
4. 남은 전자, 부족 전자 해결
5. 옥텟 만족 확인

---

이렇게만 보면 이해가 안 될 것이다.
쉬운 분자부터 예를 들어 보도록 하겠다.


우리 몸의 많은 부분을 차지한다는 물.
H2O를 생각해보자.

우선 수소(H)는 최외각 전자가 하나로,
결합을 하나만 할 수 있다.
그래서 주변 원자에 배치하는 게
가장 합리적이라고 할 수 있다.


남은 산소(O)를 중심 원자로 설정한다.
이렇게 1단계인 중심 원자 결정을 완료했다.

---

2단계인 중심 원자의 최외각 전자 수를
결정해보도록 하자.

산소는 16족으로, 최외각 전자 6개를 가졌다.


이렇게 2단계도 마쳤다.
생각보다 간단하지 않은가?

---

3단계를 진행하기 위해 원자들을
배치하고 단일 결합으로 연결해보자.


중심에 중심 원자인 산소를 배치하고
그 주변으로 수소를 배치한다.
그리고 단일 결합으로 연결한다.

그러면 다음과 같은 구조를 얻을 수 있다.

뭔가 익숙한 배치가 나오고 있는 것 같다.
(강요하는 것 아님. 암튼 아님.)

---

4단계. 남은 전자, 부족 전자를 해결해보자.


중심 원자인 산소의 최외각 전자는 6개이다.
그리고 단일 결합을 함으로써 산소의
최외각 전자 2개가 사용되었다.


그럼 산소의 최외각 전자는 몇 개가 남았을까?
당연하게도 4개가 남았다.

————[여기서 잠깐!]————

남은 전자를 처리하는 방법은 두 가지가 있다.
1) 이중 결합을 형성하는 것
2) 비공유 전자쌍을 형성하는 것


이 때 고려해야 할 부분이 있다.
바로 옥텟 규칙을 만족해야 한다는 것이다.
(물론 예외도 있긴 하다.)

———————————————


그러면 물 분자로 다시 돌아와서 생각해보자.
중심 원자인 산소의 남은 최외각 전자들을
어떻게 처리할 것인지 고민해보자.


1) 이중 결합을 형성한다고 가정해보자.
그러면 산소와 수소가 이중 결합을 한다는
의미가 되는 것이다.

아무리 보아도 기괴하다.

눈치챈 사람도 있겠지만, 수소는 1족 원소로
2개의 전자를 가졌을 때 안정하다.
산소와 이중 결합을 이루면 옥텟 규칙을
만족하지 않는다는 것이다.



그러면 다른 방법을 통해 산소의
최외각 전자를 해결해야 한다는 말이다.


2) 비공유 전자쌍을 형성한다고 하자.
비공유 전자쌍은 전자 2개가 한 쌍을 이룬다.


산소의 남은 최외각 전자가 4개이므로,
비공유 전자쌍 2쌍을 형성한다.
이 비공유 전자쌍을 중심 원자인
산소 주변에 배치하면 된다.

---

5단계. 옥텟 규칙을 만족하는지 확인하자.
산소를 중심으로 전자 8개,
수소를 중심으로 전자 2개가 배치되었다.

산소와 수소 모두 옥텟 규칙을 만족한다.
이렇게 분자 구조를 결정할 수 있다.

---

* 수정해야 할 개념, 혹은 표현이 있다면, 댓글에 달아주시면 감사하겠습니다. *