화학 결합#

  • 화학 결합: 원자들이 서로 결합하여 물질을 이루는 현상이다.
  • 대부분의 원자들은 단독으로 존재하기보다, 원자들 사이에 화학 결합을 형성하여 물질을 이룬다.
  • 화학 결합을 형성하는 이유: 원자들은 18족 원소와 같은 안정한 전자 배치를 이루려고 한다. 이 과정에서 원자들은 전자를 잃거나 얻거나 공유하면서 화학 결합을 형성한다.
  • 화학 결합이 형성될 때에는 전자가 관여하며, 화학 결합에는 전기적 성질이 있다.

화학 결합의 종류#

  • 공유 결합: 비금속 원소의 원자들이 각각 원자가 전자를 내놓아 전자쌍을 만들고, 이 전자쌍을 공유하여 형성되는 결합이다.
  • 이온 결합: 금속 양이온과 비금속 음이온 사이의 정전기적 인력에 의해 형성되는 결합이다.

물의 전기 분해#

물을 전기 분해하면 극에서 산소 기체가 생성되고, 극에서 수소 기체가 생성된다.

  • 극:
  • 극:

염화 나트륨 용융액의 전기 분해#

염화 나트륨 용융액을 전기 분해하면 극에서 염소 기체가 생성되고, 극에서 나트륨이 생성된다.

  • 극:
  • 극:

전기음성도#

  • 전기음성도: 공유 결합을 이루는 각 원자가 공유 전자쌍을 끌어당기는 정도를 상대적인 수치로 나타낸 것이다.
  • 플루오린()은 전기음성도가 가장 큰 원소이다.
  • 주기율표에서 대체로 오른쪽 위로 갈수록 전기음성도는 커진다. 단, 18족 원소는 보통 제외한다.

결합의 극성#

무극성 공유 결합#

  • 같은 원자 사이의 결합에서 주로 나타난다.
  • 공유 전자쌍은 어느 한쪽으로 치우치지 않는다.
  • 결합한 원자가 부분 전하를 띠지 않는다.
  • 결합한 원자의 전기음성도 차이는 이다.
  • 결합의 쌍극자 모멘트는 이다.

극성 공유 결합#

  • 서로 다른 원자 사이의 결합에서 주로 나타난다.
  • 공유 전자쌍은 전기음성도가 큰 원자 쪽으로 치우친다.
  • 전기음성도가 큰 원자는 부분적으로 음전하를 띠고, 전기음성도가 작은 원자는 부분적으로 양전하를 띤다.
  • 결합한 원자의 전기음성도 차이는 이 아니다.
  • 결합의 쌍극자 모멘트는 이 아니다.

쌍극자 모멘트#

  • 쌍극자: 크기가 같고 부호가 반대인 두 전하가 일정한 거리를 두고 분리된 것이다.
  • 쌍극자 모멘트: 공유 결합에서 극성의 크기를 나타내는 척도로 이용된다.
  • 쌍극자 모멘트가 클수록 결합의 극성이 크다.

공유 결합#

수소공유결합

수소 분자#

수소 분자()는 수소 원자 개가 전자쌍 개를 공유하여 형성된다.

  • 결합 종류: 단일 결합
  • 공유 전자쌍 수: 쌍

산소공유결합

산소 분자#

산소 분자()는 산소 원자 개가 전자쌍 개를 공유하여 형성된다.

  • 결합 종류: 이중 결합
  • 공유 전자쌍 수: 쌍

물공유결합

물 분자#

물 분자()는 산소 원자 개가 수소 원자 개와 각각 전자쌍 개씩을 공유하여 형성된다.

  • 산소 원자는 수소 원자 개와 각각 단일 결합을 형성한다.
  • 물 분자에는 총 쌍의 공유 전자쌍이 있다.

이온 결합#

염화나트륨결합

염화 나트륨()은 금속 원소인 나트륨()과 비금속 원소인 염소()가 결합하여 만들어진 물질이다.

나트륨 원자는 전자 개를 잃고 나트륨 이온()이 된다.

염소 원자는 전자 개를 얻고 염화 이온()이 된다.

나트륨 이온()과 염화 이온() 사이에는 정전기적 인력이 작용하며, 이 인력에 의해 이온 결합이 형성된다.

양이온과 음이온#

양이온#

  • 금속 원자가 전자를 잃어 형성된 이온이다.
  • 양이온은 전하를 띤다.

예)

음이온#

  • 비금속 원자가 전자를 얻어 형성된 이온이다.
  • 음이온은 전하를 띤다.

예)

공유 결합에서 공유 전자쌍의 수#

공유 결합을 형성할 때, 원자는 18족 원소와 같은 안정한 전자 배치를 갖기 위해 필요한 수만큼 전자를 공유한다.

구분 질소() 산소() 플루오린()
분자
원자가 전자 수
안정한 전자 배치를 위해 필요한 전자 수
공유 전자쌍 수 쌍 쌍 쌍
결합 종류 삼중 결합 이중 결합 단일 결합
비공유 전자쌍 수 쌍 쌍 쌍

원자가 전자 수#

원자가 전자 수는 원자의 가장 바깥 전자껍질에 들어 있는 전자 수이다.
화학 결합에는 주로 원자가 전자가 관여한다.

예를 들어 산소()는 원자가 전자가 개이므로, 안정한 전자 배치를 이루기 위해 전자 개가 더 필요하다. 따라서 산소 원자 개는 전자쌍 개를 공유하여 산소 분자()를 형성한다.