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S-블록 금속이온 배위 중합체의 망상구조

전문가 제언: ○ 주기율표상에서 S-블록 금속으로 분류되는 1족 및 2족 금속화합물에 대한 배위화학은 천이금속 배위에 의한 중합체의 망상구조에 비해 연구가 덜 진척된 상태이나, 이들 1족 및 2족 금속과 유기화합물로 이루어진 화합물들은 이미 상용화가 널리 이루어졌다. 의약품, 염료와 안료에서는 전이금속이나 란탄계의 금속보다는 알칼리와 알칼리 토금속 양이온들이 주로 사용되고 있는데 이들 금속화합물들은 비교적 독성이 적고 값이 싸며 물에 수용성이어서 사용 상 문제가 적게 발생한다.

○ 주기율표상에서 1족과 2족으로 분류되는 S-블록 양이온들은 천이금속과 마찬가지로 유기화합물과 배위결합을 형성함으로써 고상에서의 구조나 분자 간 상호작용에 영향을 받는다. 특히 의약품 산업에서는 의약품에 어떤 양이온을 사용하는가가 약효를 발휘하는데 중요한 문제가 된다. 사용하는 S-블록 금속 양이온 하전, 이온 직경, 전기음성도 등에 따라 고체구조가 받으며 이에 따라 의약품으로서의 효과가 변화된다.

○ 1족과 2족은 수용액 중에서 보이는 이온적인 거동 이외에도 천이금속화합물처럼 공유결합성도 가지고 있으며 이러한 공유결합성 배위결합의 형성에 따라 고체구조의 변화가 일어난다. 이러한 변화는 X-선 회절기술을 이용하여 그 구조가 파악되는데 배위에 의해 배위된 유기분자와 금속이온에 배열에 의해 고분자 망상구조가 형성된다.

○ 유기 배위자로서는 주로 중성 또는 음이온성 배위자가 사용되는데 이들 배위자들은 적어도 2개의 공여성 자리가 적어도 두 개의 수용체 자리를 가진 금속이온이나 집합체와 배위결합을 형성하여 적어도 1차원 배열 구조가 파악된다. 공여성 원자의 수와 배위자의 배열과 회합체의 배위수에 따라서 망상구조의 차원이 결정된다.

○ 본고에서는 1족과 2족의 금속화합물과 O, N, S 공여성 원자나 방향족 배위자가 배위하여 생성되는 중합체에 관련된 최근의 연구결과를 소개하고 있는데 초분자구조, 충전용 배터리 등 첨단 분야 재료로서 발전이 기대되는 분야에 대한 기초 자료를 제공하고 있다.

저자: Katharina M. Fromm
자료유형: 학술정보