1.8 : 분자 기하학과 쌍극자 모멘트

VSEPR 이론은 다음과 같이 전자쌍 기하학과 분자 구조를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.

1. -분자나 다원자 이온의 루이스 구조를 쓰세요.
2. -중심 원자 주변의 전자 그룹(고독전자쌍과 결합)의 수를 셉니다. 단일, 이중 또는 삼중 결합은 전자 밀도의 한 영역으로 간주됩니다.
3. -전자 그룹의 수를 기준으로 전자쌍의 기하학적 구조를 식별합니다.
4. -분자 구조를 결정하려면 고립쌍의 수를 사용하십시오. 고립전자쌍과 화학결합의 배열이 두 개 이상 가능하다면 반발력을 최소화하는 배열을 선택하세요.

분자의 쌍극자 모멘트

전기음성도가 다른 원자가 결합을 형성하면 전자는 전기음성도가 더 높은 원자 쪽으로 끌려가서 한 원자는 부분 양전하(δ+)를 띠고 다른 원자는 부분 음전하(δ-)를 띠게 됩니다. 이러한 결합을 극성 공유 결합이라고 하며, 전하의 분리로 인해 결합 쌍극자 모멘트가 발생합니다. 결합 쌍극자 모멘트의 크기는 그리스 문자 µ로 표시되며 다음과 같이 주어집니다.

μ = QR

여기서 Q는 부분 전하의 크기(전기 음성도 차이로 결정됨)이고 r은 이들 사이의 거리입니다. 쌍극자 모멘트는 일반적으로 디바이로 표현되며, 여기서 1디바이는 3.336 × 10^-30C·m와 같습니다.

결합 쌍극자 모멘트는 전기음성도가 낮은 원자부터 전기음성도가 높은 원자 방향으로 결합을 가리키는 화살표로 표시되는 벡터이며, 전기음성도가 낮은 쪽 끝에는 작은 더하기 기호가 표시됩니다.

전체 분자는 분자 구조와 각 결합의 극성에 따라 전하 분리를 가질 수도 있습니다. 이러한 분자를 극성이라고 합니다. 쌍극자 모멘트는 분자 전체의 순 전하 분리 정도를 측정합니다. 이원자 분자에서는 결합 쌍극자 모멘트가 분자 극성을 결정합니다.

분자가 둘 이상의 결합을 포함하는 경우 기하학적 구조를 고려해야 합니다. 분자의 결합이 결합 모멘트의 벡터 합이 0이 되도록 배열되면 분자는 비극성입니다(예: CO₂). 물 분자는 구부러진 분자 구조를 가지고 있으며 두 결합 모멘트는 상쇄되지 않습니다. 따라서 물은 순 쌍극자 모멘트를 갖는 극성 분자입니다.

이 문서는 에서 발췌되었습니다 Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6 Molecular Structure and Polarity.