분자 기하학이란?

분자 기하학은 중심 원자를 둘러싸는 고독 쌍과 결합 원자의 수를 고려할 때 분자의 3 차원 모양을 설명하는 용어입니다. 결합되지 않은 전자 쌍인 모든 단일 쌍은 전자 쌍 형상을 결정할 때 사용되며 결합 된 전자 쌍에 대한 반발 작용으로 인해 분자 모양으로 고려해야합니다. 전자 사이의 반발은 결합 원자와 중심 원자를 둘러싸고있는 고독한 쌍 사이의 각도에 영향을 미칩니다. 중심 원자에 부착 된 원자의 수가 아니라 이들 각도는 공유 결합 된 분자의 분자 구조를 정의한다. 고독 쌍이없는 분자는 동일한 분자 및 전자 쌍 기하학적 구조를 가지기 때문에, 전자 쌍 지오메트리와 분자 지오메트리를 비교하는 차트가 분자 모양에 대한 고독 쌍의 효과를 나타내는 데 일반적으로 사용됩니다.

분자의 모양을 예측할 때 전자가 어떻게 행동하는지에 대한 간단한 이론이 사용됩니다. 원자가 쉘 전자쌍 반발 이론 (VSEPR)에 따르면 원자가 전자의 결합 된 쌍과 고독한 쌍의 전자는 가능한 한 서로 멀어 질 것입니다. 이 이론을 이용하여 간단한 분자 화합물의 기하학적 형태를 정확하게 결정할 수 있습니다. 유전 물질 및 단백질을 포함한 복합 유기 분자의 형상을 기술 할 때 x- 선 결정학과 같은 다른 방법이 필요하다.

가장 간단한 분자에는 하나의 중심 원자가 있고 여기에 두 개의 추가 원자가 결합되어 있습니다. VSEPR 이론에 따르면, 두 개의 결합 된 원자는 서로 가능한 멀리 떨어져 위치하여 선형 분자 모양을 만듭니다. 본드 사이의 각도는 180 도입니다. 중심 원자를 둘러싸고 단독 쌍이없는 3 개의 원자를 갖는 공유 결합 된 분자는 삼각 평면 형상을 갖는다. 이 분자는 세 개의 부착 된 원자 사이의 각도가 120도이며 단일 평면에 평평합니다.

각각의 결합 된 원자를 가능한 한 멀리 위치시키기 위해, 중심 원자를 둘러싸고 4 개의 원자를 가지며 단독 쌍을 갖지 않는 분자는 사면체 형상을 갖는다. 각 결합 각도는 109.5도이며 내부에 중심 원자가있는 4 면체를 형성합니다. 동일한 방식으로, 각각의 추가 원자가 중심 원자에 결합되면, 결합 원자가 서로 멀어지면서 형태가 변한다. 고독 쌍이 존재하면, 고독 쌍이 반발력을 발휘하기 때문에 원자의 분자 구조가 변한다. 중심 원자를 둘러싸고있는 3 개의 원자와 1 개의 고독 쌍을 갖는 분자는 피라미드의 꼭대기에 중심 원자가 있고 3 개의 부착 된 원자는 고독 쌍에 의해 중심 원자 아래의 위치로 밀려 나가는 삼각 피라미드 모양을 가질 것이다.