Chemical Bonding(화학 결합) II:Molecular Geometry and

Hybridization of Atomic Orbitals(분자 기하 구조와

원자 궤도함수의 혼성화)

Chapter 10

Valence shell electron pair repulsion (VSEPR) model:

전자쌍(bonding and nonbonding pairs) 간의

반발력으로 중심원자 주위에 있는 전자쌍의

기하학적 배열을 설명.

10.1

(원자가 껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 모형)

• 전자쌍 반발에서 이중, 삼중 결합은 단일 결합처럼

취급한다. 실제는 반발력이 약간 더 크다.

• 공명구조의 경우에는 그들 중 한가지 경우에 VSEPR

mode을 적용한다.

AB2 2 0

종류중심원자에

결합된원자수

비공유

전자쌍 수전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

(Linear) (Linear)

B B

선형 선형

Cl ClBe

2 atoms bonded to central atom

0 lone pairs on central atom

중심원자에 비공유 전자쌍이 없는 경우 VSEPR

(VSEPR)

10.1

AB3 3 0(trigonalplanar)

trigonal planar

AB2 2 0

종류중심원자에

결합된 원자수비공유

전자쌍 수전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

(Linear) (Linear)선형 선형

삼각

평면형

VSEPR

10.1

AB4 4 0(tetrahedral) tetrahedral

AB3 3 0(trigonal

planar)trigonal planar

AB2 2 0

종류중심원자에

결합된 원자수비공유

전자쌍 수전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

(Linear) (Linear)선형 선형

삼각

평면형

정사면체형

methane

VSEPR

10.1

AB5 5 0(trigonal

Bipyramidal)trigonal

bipyramidal

AB4 4 0(tetrahedral) tetrahedral

AB3 3 0(trigonal

planar)trigonal planar

AB2 2 0

종류중심원자에

결합된 원자수비공유

전자쌍 수전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

(Linear) (Linear)선형 선형

삼각

평면형

정사면체형

삼각

쌍뿔형

Phosphorus pentachloride

VSEPR

10.1

AB6 6 0octahedral(octahedral)

AB5 5 0 (trigonalBipyramidal)

trigonalbipyramidal

AB4 4 0 (tetrahedral) tetrahedral

AB3 3 0(trigonal

planar)trigonal planar

AB2 2 0

종류

중심원자에 결합된

원자수

비공유

전자쌍 수

전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

(Linear) (Linear)선형 선형

삼각

평면형

정사면체형

삼각

쌍뿔형

정팔면체형

Sulfur hexafluoride

비공유

전자쌍이

없는 경우

10.1

선형

삼각 평면형

정사면체형

삼각 쌍뿔형

정팔면체형

bonding-pair vs. bondingpair repulsion

lone-pair vs. lone pairrepulsion

lone-pair vs. bondingpair repulsion> >

결합쌍(bonding pair)과 고립쌍(lone-pair) 전자

AB3 3 0trigonal planar

trigonal planar

AB2E 2 1trigonal planar

bent

10.1

중심원자에 비공유 전자쌍이 있는 경우VSEPR

종류

중심원자에 결합된

원자수

비공유

전자쌍 수

전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

삼각

평면형

삼각

평면형굽은 형

SO2

VSEPR

AB3E 3 1

AB4 4 0 tetrahedral tetrahedral

tetrahedral trigonal pyramidal

10.1

종류

중심원자에 결합된

원자수

비공유

전자쌍 수

전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

정사면체형

정사면체형 삼각뿔 형

AB2E2 2 2 tetrahedral bent

H

O

H

굽은 형

NH3

종류

결합된

원자수

비공유

전자쌍 수

전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

trigonalbipyramidal

distorted tetrahedron

AB5 5 0

AB4E 4 1 trigonalbipyramidal

trigonalbipyramidal

AB3E2 3 2T-shaped

ClF

F

F

trigonalbipyramidal

AB2E3 2 3I

I

I

trigonalbipyramidal

linear

삼각 쌍뿔형

삼각 쌍뿔형

삼각 쌍뿔형

삼각 쌍뿔형

뒤틀린 사면체

(or 시소)

T-형태

선형

SF4

AB6 6 0 octahedraloctahedral

AB5E 5 1 octahedral

Br

F F

FF

F

AB4E2 4 2 octahedralsquare planar

Xe

F F

FF

종류

중심원자에 결합된

원자수

비공유

전자쌍 수

전자쌍의

배치

분자의

기하 구조

정팔면체형

사각 피라미드형

사각 평면형

square pyramidal

10.1

분자의 기하구조 예측법

1. 분자의 Lewis structure 를 그린다.

2. 중심원자 주위의 전자쌍 (결합쌍+고립쌍)의 개수를 구한다.

3. VSEPR방법을 이용하여 분자의 기하구조를 예측한다.

What are the molecular geometries of SO2 and SF4?

SO O

AB2E

bent

S

F

F

F F

AB4E

distortedtetrahedron

10.1

(굽은 형)(뒤틀린 사면체, 시소)

예제 10.1 VSEPR을 이용한 분자의 기하 구조 예측

AsH3, OF2, AlCl4-, I3-, C2H4

AB3E

AB2E2

AB4

AB2E3

AB3

삼각뿔 형

굽은 형

정사면체형

선형

삼각 평면형

Dipole Moments and Polar Molecules

10.2

H F

electron richregion

electron poorregion

δ+ δ−

쌍극자 모멘트, µ = Q x r

Q : 전하, r : 전하들 간의 거리

1 D = 3.36 x 10-30 C m

(쌍극자 모멘트와 극성 분자)

cf) 극성 vs 비극성

10.2

전기장 존재 시

극성 분자의 분자 배열

10.2

10.2

쌍극자 모멘트(dipole moment)를 가지는 분자는?H2O, CO2, SO2, and CH4

O HH

dipole momentpolar molecule

CO O

no dipole momentnonpolar molecule

SO

O

dipole momentpolar molecule

C

H

H

HH

no dipole momentnonpolar molecule

극성 극성

비극성비극성

Dipole moment in IBr, BF3, CH2Cl2?

10.2

예제 10.2

10.2

선형

굽은 형

삼각뿔형

굽은 형

10.2

Chemistry In Action: Microwave Ovens

생활 속의 화학 : 마이크로파 오븐-쌍극자 모멘트의 이용