¶ 지식 정보
| 해당 지식 | |
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¶ 결합 길이
결합한 두 원자의 원자핵 사이의 거리이다.
¶ 결합의 형성과 결합 길이
두 원자가 너무 가까울 경우 원자핵 간 서로 밀어내는 힘이 너무 강해지고,
두 원자가 너무 멀 경우 두 원자 간 당기는 힘이 너무 약해지기 때문에
두 원자핵이 적당히 떨어져 있을 때 결합이 형성된다.
에너지가 높은 상태인 경우 불안정하여 주변에 에너지를 방출하려는 성향을 가지고 있어, 에너지가 낮은 상태일 때 안정하다.
¶ 단일 결합과 다중 결합
두 원자가 개의 전자쌍을 공유하면 단일 결합, 개 이상의 전자쌍을 공유하면 다중 결합이라 한다.
두 원자가 개의 전자쌍을 공유하는 경우 중 결합이라 하고, 은 결합 차수에 해당한다.
서로 같은 두 원자가 결합할 때, 결합 차수가 클수록 공유 전자쌍이 원자핵을 당기는 힘이 커져 결합 길이가 감소한다.
¶ 단일 결합 예시
아래 그림과 같이 공유 결합을 하고 있는 의 결합을 분석해보자.
두 원자(와 ) 사이 개의 전자쌍을 공유하고 있으므로 단일 결합에 해당한다.
따라서 에는 단일 결합이 총 개 존재한다.
¶ 다중 결합 예시
아래 그림과 같이 공유 결합을 하고 있는 의 결합을 분석해보자.
두 원자(와 ) 사이 개의 전자쌍을 공유하고 있으므로 다중 결합(중 결합)에 해당한다.
따라서 에는 다중 결합(중 결합)이 총 개 존재한다.
¶ 원소에 따른 공유 전자쌍 형성
각 원자는 전자쌍 공유를 통해 부족한 최외각 전자를 채워 듀엣 규칙이나 옥텟 규칙을 만족시켜 안정해진다.
(수소)는 개의 최외각 전자를 가지고 있으며, 듀엣 규칙을 만족시키기 위해 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있다.
족, 족, 족, 족 원소는 각각 개의 최외각 전자를 가지고 있으며,
옥텟 규칙을 만족시키기 위해 각각 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있다.
¶ 원소에 따른 공유 전자쌍 형성 예시
의 공유 결합 구조에 대해 분석해보자.
(탄소)는 족 원소로 개의 최외각 전자를 가지고 있으며,
옥텟 규칙을 만족시키기 위해 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있다.
(수소)는 개의 최외각 전자를 가지고 있으며,
듀엣 규칙을 만족시키기 위해 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있다.
이를 모두 만족시키기 위해 개가 개와 각각 단일 결합하여 공유 전자쌍을 형성해야 하므로,
의 화학 결합 모형을 그리면 아래 그림과 같다.
¶ 적용 문항
¶ 1번 문항
정답: $1$
ㄱ. 에서 와 는 공유 결합으로 각각 개의 전자를 가지므로 와 는 주기 원소이다.
족, 족 원소는 각각 개의 최외각 전자를 가지고 있으며,
옥텟 규칙을 만족시키기 위해 각각 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있다.
공유 전자쌍은 에서 각각 개, 개이므로 는 , 는 이다.
같은 주기에서 원자 번호가 증가할 때(족 원소 제외) 전기 음성도는 증가하므로 가 보다 작다. (O)
ㄴ. 극성 공유 결합은 전기 음성도가 다른 두 원자 사이의 공유 결합이므로 에는 극성 공유 결합이 없다. (X)
ㄷ. 두 원자가 개의 전자쌍을 공유하는 경우 중 결합이라 하므로 에는 중 결합이 있다. (X)
따라서 답은 번이다.
¶ 2번 문항
정답: $5$
ㄱ. 에서 공유 결합으로 개의 전자를 가지는 원자는 개, 개의 전자를 가지는 원자는 개이므로
에서 는 개의 전자를 가지고, 는 개의 전자를 가진다.
수소와 족 원소는 각각 개의 최외각 전자를 가지고 있으며,
수소는 듀엣 규칙을 만족시키기 위해 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있고,
족 원소는 옥텟 규칙을 만족시키기 위해 개의 공유 전자쌍을 형성하여 안정해지려는 경향이 있다.
그러므로 는 는 이고, 와 는 비금속 원소이다. (O)
ㄴ. 서로 같은 두 원자가 결합할 때, 결합 차수가 클수록 공유 전자쌍이 원자핵을 당기는 힘이 커져 결합 길이가 감소한다.
에서 사이의 결합은 중 결합,
에서 사이의 결합은 중 결합이므로
두 사이의 결합 길이는 에서가 에서보다 짧다. (O)
ㄷ. 에서 단일 결합은 와 사이의 결합에 해당하므로 총 개,
다중 결합은 두 사이의 결합에 해당하므로 총 개이다.
그러므로 에서 이다. (O)
따라서 답은 번이다.