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에탄의 회전 장애에 대한 이론적인 해석

전문가 제언: ○ 에탄은 C-C 본드를 가지고 있는 유기화합물의 가장 작은 단위체이다. 탄소원자의 원자가 궤도전자 2s2, 2px2, 2py0, 2pz0이 2s1, 2px1, 2py1, 2pz1로 승진하여 sp3 혼성결합을 한다. 탄소는 2개의 메틸기로 연결되어 있다. sp3 혼성이라는 개념은 C-C σ-본드와 메틸기에 있는 수소가 x. y, z의 고전적인 좌표축에 머물러 있다고 생각하면 안 된다는 것이 이 글의 주 내용이다. 사실 화학결합에 참여하는 전자는 자유공간에서 어떻게 활동하는지를 알기는 힘들다. 다만 통계적으로 추산하는 확률에 의지하고 있다. 회전방해의 상세한 항목을 정량적으로 분석하는 것은 불가능 하다.

○ 에탄에 있어 2개의 메틸기에 있는 수소가 자유회전으로 인하여 직교로 결합되어 있을 때를 생각해보자. z축의 수소가 서로 마주보고 있을 경우 즉 가려진 형태(eclipsed conformation)일 때이다. 또 한 경우는 1개 수소가 z축의 +방향에, 다른 1개의 수소는 축의 -방향으로 서로 엇갈린 형태(staggered conformation)가 생길 수 있다. 양자화학의 도움으로 오래전부터 에너지 면에서의 안정성이 확립되어 있다. 안정한 것은 후자이다. 이 논문도 그것을 인정하고 있다. 논문은 실험을 통하여 얻은 데이터가 아니다. 기존 문헌을 리뷰한 내용을 담고 있다.

○ 논문의 저자는 컴퓨터의 도움으로 전자의 반발로 인한 에탄의 회전 장애의 주된 원인을 보다 효과적으로 확인한 것이다. 아직도 그 원인을 다른 각도에서 검정하려는 연구자들이 있다. 컴퓨터를 이용하여 화학열역학의 내용을 우리에게 제공하여 주는 것은 새로운 것이 아니다. 반응설계를 하는데 는 이러한 분야의 내용을 소홀히 해서는 안 된다. 기초화학을 하는 연구자에게는 참고할 가치가 있는 논문으로 보인다.

저자: Mo, YR; Gao, JL; AF Mo, Yirong; Gao, Jiali
자료유형: 학술정보