무기화학/대칭성과 분자 구조

[무기화학] VSEPR 2단계 (분자 구조 결정)

ABOU_T 2023. 5. 25.
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점군을 결정하기 위해서는 분자의 모양을 정확히 알아야 한다.

분자 모양에 따라 점군이 달라지기 때문이다.

이미 VSEPR을 마스터해서 다음 스텝인 점군을 알고 싶다면 다음 글을 참고하자.
 

 

[무기화학] 점군(point group)

무기화학에서 가장 기본적인 개념이 점군일 것이다. 아, 점군을 처음 들어볼 수 있다. 점군은 '대칭성이 비슷한 모양들을 모아서 그룹 지어둔 것'이라 생각하면 편하다. 무기화학에서 착물을 아

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이제 VSEPR을 결정하는 마지막 단계이다.

바로, 분자 구조를 결정하는 것이다.
 
 
루이스 구조식을 그리고 그 구조를 보고 입체수를 결정하는 단계까지 진행했다.

이 글에서는 입체수를 결정한 것을 토대로 분자 구조를 결정하려 한다.

입체수를 결정한 것을 바탕으로 분자 구조를 결정하는 단계라고 보면 된다.
 
 
 
입체수에 따른 분자 구조를 외워야 할까?

 


내 개인적인 생각으로는 '그렇다.'이다.
 
 
 

솔직히 화학이라는 학문은 외워야 하는 것이 엄청 많은 것 같지는 않다.

다른 과목들에 비해서 말이다.

그런 화학에서 외워야 하는 부분 중에 하나이지 않을까 싶다.

 


입체수에 따라 어떤 분자 구조를 가지는지 알고 그릴 줄 알아야 점군도 파악할 수 있다.

그래서 아래 표를 외우기를 추천한다.

아, 알고 넘어가야 하는 개념이 하나 더 있다.

전자쌍 사이의 반발력 간에 우위가 있다는 것이다.
 
 
 
반발력 : 비공유 - 비공유 > 비공유 - 공유 > 공유 - 공유
 
 
비공유 전자쌍과 비공유 전자쌍 사이의 반발력이
비공유 전자쌍과 공유 전자쌍 사이의 반발력보다 더 크다는 의미이다.


비공유 전자쌍과 공유 전자쌍 사이의 반발력이
공유 전자쌍과 공유 전자쌍 사이의 반발력보다 더 크다는 것이다.
 

 

 

전자쌍들은 음전하이므로 서로 밀어내려는 힘이 작용한다.

즉, 반발력이 존재한다.

따라서 서로 멀리 위치하려고 하기 때문에 멀리 배치해야 한다.

이 때, 반발력의 크기가 달라서 우선 순위가 존재한다.

서로 밀어낸다는 점과 반발력의 크기가 다르다는 점.

이 두 가지를 고려해서 전자를 배치하면 아래 표를 조금 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
 
 

 

 


 

입체수 (SN) 기하 구조 결합 각 예시
2 선형 180˚ \(CO_2\)
3 삼각평면 120˚ \(SO_3\)
4 사면체
(비공유 전자쌍 없음)
109.5˚ \(CH_4\)
삼각 피라미드
(비공유 전자쌍 1개)
107˚ \(NH_3\)
굽은형
(비공유 전자쌍 2개)
104.5˚ \(H_2O\)
5 삼각쌍뿔
(비공유 전자쌍 없음)
120˚, 90˚ \(PCl_5\)
시소형
(비공유 전자쌍 1개)
< 120˚
< 90˚
\(SF_4\)
T자형
(비공유 전자쌍 2개)
< 90˚ \(ClF_3\)
선형
(비공유 전자쌍 3개)
180˚ \(XeF_2\)
6 팔면체
(비공유 전자쌍 없음)
90˚ \(SF_6\)
사각 피라미드
(비공유 전자쌍 1개)
< 90˚ \(BrCl_5\)
사각 평면
(비공유 전자쌍 2개)
90˚ \(XeF_4\)

 


 
<입체 수 2>
 

선형

 


 
<입체수 3>
 

삼각평면

 


 
<입체수 4>
 

사면체

 

삼각 피라미드

 

굽은형

 


 

<입체수 5>
 

삼각쌍뿔

 

시소형

 

T자형

 

선형

 
 


 
<입체 수 6>
 

팔면체

 

사각 피라미드

 

사각 평면

 

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

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