본드 각도를 계산하는 방법

콘텐츠

• TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
• 하이브리드 오비탈
• Sp 하이브리드 화
• Sp2 혼성화
• Sp3 혼성화
• 높은 입체 숫자

원자가 쉘 전자쌍 반발 (VSEPR) 이론을 사용하여 결합 원자 사이의 각도를 예측합니다. 중심 원자에 결합 된 다른 원자와 고 독자 전자의 총수 인 입체 숫자는 분자의 구조를 결정합니다. 고독한 전자 쌍은 원자의 외부 (원자) 껍질에 있으며 다른 원자와 공유되지 않습니다.

TL; DR (너무 길고 읽지 않음)

VSEPR을 사용하여 결합 각도를 계산할 수는 없지만 입체 수를 기준으로 해당 각도를 결정하는 데 도움이됩니다. 수소 만이 1의 입체 수를 가지며, H2 분자는 선형 형상을 갖는다.

하이브리드 오비탈

전자는 한 번에 전자를 찾을 가능성이 가장 높은 장소에 의해 결정된 특징적인 형태로 원자를 선회합니다. 전자는 모두 음전하를 가지고 있기 때문에 서로를 격퇴하므로 궤도는 각 전자에게 이웃으로부터 가능한 최대 거리를 제공합니다. 원자가 전자가 다른 원자와 공유 결합을 형성 할 때, 오비탈은 혼성화 (hybridization) 라 불리는 과정에서 변화합니다. VSEPR은 하이브리드 화 된 궤도를 기반으로 결합 각도를 예측하지만 특정 금속 화합물, 기체 염 및 산화물에 대해서는 정확하지 않습니다.

Sp 하이브리드 화

가장 단순한 하이브리드 궤도는 sp이며, 2의 입체 수에 해당합니다. 원자가 단일 전자쌍을 갖지 않을 때 결합 각은 선형이거나 180도이다. 예를 들어 이산화탄소가 있습니다. 반대로, 질소 분자에는 하나의 고독 전자 쌍이 있습니다. 이것은 선형 모양이지만 혼성화되지 않은 궤도를 제공하므로 결합 각이 없습니다.

Sp2 혼성화

3의 입체 숫자는 sp2 궤도 형성으로 이어진다. 결합 각도는 고독 전자 쌍의 수에 따라 달라집니다. 예를 들어, 삼염화 붕소는 고독한 쌍, 삼각 평면 모양 및 120 도의 결합 각도를 갖지 않습니다. 트리 옥시 겐 분자 O3는 하나의 고독 쌍을 가지며 결합 각이 118 도인 구부러진 형태를 형성한다. 반면에 O2는 두 개의 고독 쌍과 선형 모양을 가지고 있습니다.

Sp3 혼성화

입체 수가 4 인 원자는 sp3 혼성화 된 궤도 내에 0 내지 3 개의 고독 전자 쌍을 가질 수있다. 고독 쌍이없는 메탄은 109.5 도의 결합 각을 가진 사면체를 형성합니다. 암모니아는 하나의 고독 쌍을 가지며 107.5 도의 결합 각도와 삼각뿔 모양을 만듭니다. 두 쌍의 전자 쌍을 갖는 물은 104.5 도의 결합 각을 갖는 구부러진 형태를 갖는다. 불소 분자는 3 개의 외로운 쌍과 선형 기하학을 가지고 있습니다.

높은 입체 숫자

입체 숫자가 높을수록 더 복잡한 형상과 다른 결합 각도로 이어집니다. VSEPR 외에도 분자력 필드 및 양자 이론과 같은 복잡한 이론도 결합 각도를 예측합니다.