134 CHEMICAL EDUCATION Q & A 이것이 궁금합니다 분자를 크게 극성 분자와 무극성 분자로 구분하는데, 이 극성 분자와 무극성 분자에 대한 설명과 어떻게 구분하면 효과적입니까? 결합에서 결합의 극성은 결합된 원소들의 전기음성도(electronegativity)의 차이에 의해서 생깁니다. 전기음성도란 분자내의 원자가 결합에서 공유된 전 자를 끌어당기는 능력의 정도를 나타내는 것입니다. 예를 들어, H-Cl 분자의 경우의 Cl 원소의 전기음성도(3.16)는 H 원소의 전기 음성도(2.20)보다 큽니 다. 그러면 공유된 전자가 Cl 원소 방향으로 상대적으로 끌려오게 됩니다. 즉, Cl 원자에 부분 음전하가 있고 H 원자에 부분 양전하가 있게 되므로 HCl은 극성 분자가 됩니다. 이원자분자(diatomic molecule)의 경우에서 같은 원소 로 이루어진 분자(동핵 이원자 분자)는 무극성 분자이고, 서로 다른 종류의 원 소로 결합된 분자(이핵 이원자 분자)는 극성 분자가 됩니다. 일반적으로 전기 음성도의 차이가 0.0에서 0.4까지의 범위에 있으면 무극성 결합, 0.4에서 1.7 까지의 범위에 있으면 극성 공유 결합, 그리고 1.7 이상이 되면 이온 결합으로 간주합니다. 그러나 다원자 분자(polyatomic molecule)의 경우는 분자 결합 의 극성 때문에 생기는 쌍극자 모멘트(dipole moment)의 벡터 합을 고려해야 만 합니다. 예를 들어, CO 2 분자의 경우 C=O 결합은 극성 결합이지만 탄소 원자를 중심으로 양쪽 산소에 의해서 생기는 쌍극자 모멘트는 각각 크기는 같 지만 방향이 서로 반대입니다. 쌍극자 모멘트의 벡터 합은 영(zero)이 됩니다. 따라서 CO 2 분자는 무극성입니다. 동일한 원리에 의해서 CH 4 , SF 6 , PF 5 와같 은 분자들은 모두 무극성 분자가 됩니다. 이와 반대로 결합의 쌍극자 모멘트 의 벡터 합이 영이 되지 않는 H 2 O, NH 3 , CHCl 3 분자들은 극성 분자가 됩니 선생님과 학생들의 화학에 대한 궁금증을 풀어드리기 위한 화학교육 Q&A 컬럼입니다. 허영덕(단국대 화학과, [email protected]) Q 01
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