결합 차수에 따른 공유 결합의 안정성 비교

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목차

1. 결합에너지와 결합길이
2. 원자가 결합 이론
3. 결합 차수에 따른 결합 안정성의 비교

본문내용

1. 결합 에너지와 결합 길이
1.1 결합에너지
원자들의 결합을 통해 분자가 형성되는 경우에는 에너지가 방출되지만, 분자 내 결합을 끊기 위해서는 에너지를 공급해야만 한다. 어떤 원자간의 결합이 있을 때 그 결합을 끊기 위해 공급해야하는 에너지가 결합에너지로 정의된다.

1.2 결합 길이에 따른 포텐셜 에너지
위 그림은 두 개의 원자가 결합했을 때의 결합 길이에 따른 포텐셜 에너지의 변화를 나타낸 것이다. 두 원자는 포텐셜 에너지가 가장 낮은 상태에서 안정적인 결합을 이루며 이는 원자 간의 결합 길이와 관련이 있다. 두 원자 사이의 결합 길이가 너무 길어지게 되면 포텐션 에너지의 크기가 0에 근사하여, 이는 두 원자 사이에 상호관계가 작용하지 않음을 의미한다. 반대로, 결합 길이가 너무 짧아지게 되면 원자 간의 반발력이 발생하여 포텐셜 에너지가 증가하기 때문에 적절한 길이를 유지하는 것이 중요하다. 이 때의 포텐셜 에너지의 절대값이 결합에너지이다.

1.3 결합에너지의 비교

1. 원자가 결합 이론(Valence Bond Theory)
2.1 원자가 결합 이론 (VBT)
원자가 결합 이론은 원자 오비탈을 이용해서 공유 결합을 설명하기 위한 이론으로, 이 이론에서는 공유 결합이 홀전자를 가지는 원자가의 오비탈이 서로 접근하여 겹쳐지면서 전자쌍을 이루며 형성된다.

2.2 시그마 결합 (σ 결합)
각각의 수소 원자의 1s 오비탈에는 전자가 하나씩 있고, 두 수소 원자는 가까이 접근하여 서로 전자를 공유함으로써 공유 결합을 형성한다. 이 때 전자의 중첩으로 인해 두 원자핵 사이에 원통 모양으로 전자가 집중 분포하게 된다. 여기서 두 원자핵을 이어서 하나의 선을 만들고, 그 선에 수작인 방향으로 오비탈 면을 자른다면 단면의 모양이 하나의 원의 모양을 가질 것이다. 이 모양이 구형의 전자 분포를 가지는 S-오비탈과 닮아서, 이러한 유형의 결합을 시그마 결합이라고 칭한다.

참고 자료

없음