물 (h 2 o)는 극성 분자 및 극성 용매입니다. 이것이 무엇을 의미합니까? 분자가 극성 인 경우, 양의 전하와 음의 전하가 고르지 않게 분포되어 있으므로 분자의 일부는 부분적으로 양성이고, 부분은 부분적으로 음수입니다. 다이어그램에서 소문자 델타 (δ)는 극성 분자의 전하 분포를 보여줍니다.
양전하는 원자 핵의 양성자에서 나온 반면, 음전 전하는 전자에서 나온다. 물 분자의 각 수소 원자는 수소와 산소 핵 사이의 대부분의 시간을 소비하는 하나의 전자를 가지고 있으며, 전자가 화학적 결합의 일부가 아닌 경우보다 수소 핵이 더 노출됩니다. 수소 원자는 부분 양전하를 보유합니다. 한편, 산소 원자는 서로 가능한 한 서로와 화학적 결합의 두 개의 결합되지 않은 전자 쌍을 가지고있어 산소 원자에 부분 음전하를 제공합니다.
물 분자가 극성 인 이유를 이해하기 위해, 유사한 퇴행 분자 (예 :이산화탄소 또는 Co <서브> 2 ) 극성이 아니므로 극성에서 전기 음성 및 분자 기하학의 역할을 이해해야합니다.
전기 음성 및 물의 극성
전기 음성 값이 다른 원자는 극성 결합을 형성합니다. 전기 음성 차이가 충분히 크면 (예를 들어, 금속과 비금속 사이), 고도로 극성 이온 결합이 형성됩니다. 원자 (예를 들어, 2 개의 상이한 비금속) 사이의 약간의 차이는 극성 공유 결합 형성을 초래한다. 극성 공유 결합에 참여하는 전자는 한 원자에 더 가까운 시간보다 더 많은 시간을 보내며, 원자 주위에 부분 양성 및 음전하가 발생합니다. 따라서 일산화탄소 (CO)와 같은 분자는 극성입니다. 탄소 원자는 부분 양전하를 가지며 산소 원자는 부분 음전하를 갖는다.
분자 기하학 및 물의 극성
그러나 분자 형상은 또한 분자 극성의 일부를 재생합니다. 탄소와 산소 사이의 공유 결합은 이산화탄소에서 극성이지만 (Co 2 ), 분자는 이다 극선. 이산화탄소는 선형 분자이며 부분 양성 및 음전하가 서로 효과적으로 취소되기 때문입니다. 다시 말해, 순 쌍극자 모멘트는 0입니다.
이산화탄소와 달리 물은 선형 분자가 아닙니다. 물에는 구부러진 지오메트리가 104.5 °입니다. 구부러진 모양은 양수 및 음전하가 고르게 분포되어 있지 않으며 서로를 취소하지 않음을 의미합니다. 물에는 순 쌍극자 모멘트가 있습니다.
물이 구부러진 지오메트리를 갖는 이유는 산소 원자에 2 개의 고독한 전자 쌍이 있기 때문입니다. 산소의 전자 구조는 1S 2S 2p입니다. 각 수소 원자는 원자가 쉘을 채우고 산소 1s 2S 2P6을 제공하기 위해 하나의 전자를 기여하지만, 이는 2P 쉘의 4 개의 전자 (2 쌍)가 화학적 결합에 참여하지 않는다는 것을 의미합니다. 전자 쌍은 동일한 음의 전하를 가지므로 서로 격퇴합니다. 또한 수소와 산소 원자 사이의 화학적 결합에 의해 반발되지만 같은 양은 아닙니다. 동시에, 수소 원자가 서로 격퇴한다. 반발 사이의 균형 작용은 사면체 형상으로 이어진다. 그러나 전자 쌍은 지오메트리의 보이지 않는 성분이므로 우리가 보는 것은 구부러진 분자입니다.
물이 극지 용매 인 이유
물 분자의 모양과 극성은 다른 물 분자 및 다른 화합물과의 상호 작용에 영향을 미칩니다. 물이 극성 용매 인 이유는 용질의 양수 또는 음의 전하를 유치하기 때문입니다. 산소 원자의 부분 음전하는 다른 물 분자와 다른 분자의 양성 영역의 수소 원자를 유치합니다. 한편, 수소의 부분 양전하는 다른 물 분자와 다른 분자의 음성 영역에서 산소 원자를 유치합니다.
이웃 물 분자의 산소와 수소 원자 사이의 인력은 수소 결합 형성으로 이어진다. 수소 결합은 공유 결합만큼 강하지 않으며 샘플의 모든 물 분자가 참여하는 것은 아닙니다. 주어진 시간에, 물 분자의 약 20%가 다른 화학 종과 자유롭게 상호 작용할 수 있습니다. 이 상호 작용을 용해 또는 수화라고합니다. 물에“유니버설 솔벤트”라는 이름을주는 물의 핵심 속성입니다. 물은 다른 용매보다 더 많은 물질을 용해 시키지만 극지 용 용질 만 용해되기 때문에 실제로 "보편적"이 아닙니다.
물은 극성이지만 전기적으로 중립적입니다. 부분 양성 및 음전하는 불평등하게 분리 될 수 있지만 여전히 서로를 취소합니다. 각 물 분자에는 10 개의 양성자와 10 개의 중성자가 포함되어 있지만 순 전하는 0입니다.
참조
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- Pauling, L. (1960). 화학 결합의 특성 (제 3 판). 옥스포드 대학 출판부. ISBN 0801403332.
