주족원소 화합물 결합의 표시 방법 고찰

전문가 제언

○ 분자 내 원자들은 전자들과 핵 간의 반대 전하의 정전기적 인력 또는 쌍극자 인력에 의해서 결합이 이루어지고, 이 결합의 강도는 공유결합과 같은 강한 결합과 쌍극자－쌍극자 상호작용, London 분산력 및 수소결합과 같은 약한 결합 등 결합 형태에 따라서 다양하게 변하고, 이를 표기하는 방법도 일찌감치 사용됐다.

 

○ 미국의 물리화학자 Gilbert N. Lewis는 1916년에 발표한 "The Atom and the Molecule"이라는 제하의 논문에서 우리가 현재 알고 있는 공유결합 개념을 최초로 소개하였고, 이를 근거로 원자들의 외곽 전자들을 기반으로 분자식을 표기하기 시작하였고, 지금도 원자들이 8개의 외곽 전자를 선호한다는 소위 ‘octet rule'에 기반을 둔 분자들의 구조식을 표기해오고 있는 것이 관례였다.

 

○ 최근 일부 화학자들은 분자 내 원자들 간의 전자의 주개ㆍ받개 개념에 근거해서 원자들 간 결합을 화살표(← 또는 →)로 표기하는 경향이 나타나고 있다. 엄밀하게 따져볼 때 원자들 간 결합은 전자의 전하이동을 바탕으로 나타내는 것이 가장 이상적이다. 이를 위해서는 ab inito 계산을 통해서 원자들의 외곽 전자들의 상호 간의 전하이동 상태를 정확하게 예측해서 이를 결합 표시에 반영해야 하지만, 원자간 결합을 단순히 화살표로 나타낼 때 불러올 수 있는 오해를 피하기가 어렵다.

 

○ 이 글은 Universitat Freiburg의 Ingo Krossing 교수 등이 확고한 양자역학적 계산에 근거를 두지 않고 분자 내 원자들 간 결합을 화살표로 표기하는데 발생할 수 있는 문제들을 몇 가지 사례를 들어서 검토하여 2014년 1월 7일판 Angew. Chem. Int. Ed.에 게재한 에세이를 필자가 간단하게 요약한 것이다. 물론 분자들의 특성상 분자식을 특별한 방법으로 표기해 보려는 시도를 나무랄 수는 없지만, 현대의 모든 미시 세계는 양자역학을 바탕으로 기술해야 한다는 교훈을 이 에세이에서 엿볼 수 있다는 점에서 본문의 일독을 권유한다.

 

저자

Daniel Himmel, Ingo Krossing, and Andreas Schnepf

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

53()

잡지명

Angewandte Chemie International Edition

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

370~374

분석자

이*웅

분석물

• 주족원소 화합물 결합의 표시 방법 고찰.pdf [290,012 byte]

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