핵심 개념
공식 요금 분자 구조와 반응을 더 잘 이해하기 위해 마스터하는 필수적이고 기본적인 개념입니다. 이 튜토리얼에서는 공식적인 청구, 계산 방법 및 실제로 그 중요성을 배울 수 있습니다.
다른 기사에서 다루는 주제
- 양성자, 중성자 및 전자 정량화 양이온 및 음이온
- 루이스 도트 구조
- 공명 구조
어휘
- 이온 : 전자의 존재 또는 부족으로 인해 순 이온 전하가있는 원자 또는 분자.
- 분자 : 함께 결합 된 원자 그룹
- 공명 : 가능한 여러 구조를 가진 분자의 하이브리드 결합을 설명하는 데 사용되는 용어.
공식적인 요금이란 무엇입니까?
공식 요금 본드의 모든 전자가 동일하게 공유된다는 가정하에 원자에 할당 된 전하입니다. 이것은 원자에서 실제 전하의 실제 표현이 아니라 전자가 실제로 결합에서 원자 사이에 공유되는 방식을 살펴 보는 가상의 측정입니다. 그러나 나중에 더 많이!
공식 전하 계산 방법 :
공식 전하 (FC) =(원자가 전자의#) - (½) (결합 전자 수) - (비공개 전자 수)
예 :
nh 3 :질소에 대한 공식 전하는 얼마입니까?
질소는 5 개의 원자가 전자, 6 개의 결합 된 전자 (3 개의 단일 결합이 있고, 각각 2 개의 전자를 함유 함) 및이 구성에서 2 개의 미지 않은 전자를 갖는다. 따라서 :
fc =(5) - (½) (6) - (2)
fc =0
ch 3 O :탄소에 대한 공식 전하는 얼마입니까?
탄소에는 4 개의 원자가 전자, 8 개의 결합 전자 (2 개의 단일 결합 및 1 개의 이중 결합) 및 비 결합 전자가 없습니다. 따라서 :
fc =(4) - (½) (8) - 0
fc =0
참고 :이 두 예제의 공식적인 요금은 0이지만 항상 그런 것은 아닙니다. 우리는 아래에서 0이 아닌 충전의 몇 가지 예를 살펴볼 것입니다.
공식 전하의 중요성
1. 분자 구조
이상적으로, 분자의 원자는 공식적인 전하를 갖기를 원합니다. 이것은 가장 낮은 에너지이며, 따라서 가장 안정적인 상태입니다. 이것은 여러 옵션이있는 경우 분자의 구조에 단서를 제공합니다. 이것을 알아내는 데 도움이되는 구체적인 지침이 있습니다.
- 선호되는 분자 구조는 일부 공식 전하가 0 인 경우이 값이 0이 아닌 대조적으로. .
- 모든 공식 요금이 0 인 구조가 없으면 선호하는 구조는 0이 아닌 수의 비용이 가장 적은 구조입니다.
- 분자의 인접한 원자는 전하가있는 경우 반대 징후를 가져야합니다.
- 요구 사항 1-3을 만족시키는 여러 구조가있는 경우, 전기 음성 원자에 대한 부정적인 공식 전하가있는 구조가 선호됩니다.
예 :아래에 표시된 것은 n 2 에 대한 세 가지 가능한 구조입니다 O. 어떤 구조가 올바른지 알아 봅시다.
- 상단 구조 :
먼저 왼쪽의 질소의 공식 전하를 계산합니다. 질소는 5 개의 원자가 전자를 가지며,이 원자는 6 개의 결합 된 전자 (트리플 본드) 및 2 개의 비공개 전자를 가지므로 공식 전하는 (5) - (½) (6) - (2) =0입니다.
다음으로, 우리는 중간의 질소에 대해 계산합니다. 이것은 8 개의 결합 된 전자를 가지지 않고 결합되지 않은 것이 없으므로 FC는 (5) - (½) (8) - (0) =+1입니다.
마지막으로, 우리는 산소의 공식 전하를 계산합니다. 산소는 6 개의 원자가 전자를 가지며이 원자에는 2 개의 결합 전자와 6 개의 미루 폰트가 있으므로 FC는 (6) -(½) (2) -(6) =-1입니다.
- 중간 구조 :
마찬가지로, 우리는 왼쪽의 질소의 공식 전하를 계산합니다 :(5) -(½) (4) -(4) =-1.
다음으로, 중간의 질소의 공식 전하 :(5) - (½) (8) - (0) =+1.
마지막으로, 산소의 공식 전하 :(6) - (½) (4) - (4) =0.
- 하단 구조 :
다시, 먼저, 우리는 왼쪽의 질소의 공식 전하를 계산합니다 :(5) -(½) (2) -(6) =-2.
다음으로, 중간의 질소의 공식 전하 :(5) - (½) (8) - (0) =+1.
마지막으로 산소의 공식 전하 :(6) - (½) (6) - (2) =+1.
이러한 계산 된 공식 요금이 주어지면 위에서 설명한 지침을 참조하십시오. 첫째, 모든 공식 요금이 0 인 구조가 있습니까? 우리는 규칙 #2로 넘어갑니다. 이것은 상단 2보다 0이 아닌 충전량이 많기 때문에 하단 구조를 제거합니다 (-2 충전이 포함되어 있기 때문에 다른 두 개는 +/- 1을 포함 함). 상단 및 중간 구조 모두 반대 전하가있는 인접 원자를 가지므로 규칙 #3을 만족시킵니다. 이것은 규칙 #4를 남기는데, 이는 바람직한 구조가 전기 음성 원자에서 음전하를 갖는 것임을 의미합니다. 산소는 질소보다 전기 음성이므로, 선호되는 구조는 산소에 음전하가있는 구조입니다. 상단 구조!
또한 분자에서 원자의 모든 공식 전하의 합은 분자/이온의 전체 전하와 동일해야한다는 점도 주목할 가치가있다. 즉, 중성 분자 인 경우 0으로 합산해야하며, 그렇지 않은 경우 이온의 충전에 요약해야합니다.
예 :Ion BH 4 전체 비용은 -1입니다. 이는 모든 개별 원자의 공식 전하가 -1까지 추가되어야 함을 의미합니다. 이것이 사실인지 봅시다.
붕소에는 3 개의 원자가 전자, 8 개의 결합 전자 및 제로되지 않은 전자가 있습니다. 이것은 공식적인 비용을 청구합니다 :(3) -(½) (8) -(0) =-1.
이 분자의 4 개의 하이드로겐은 모두 동일하므로 모든 공식 전하를 한 번에 계산할 수 있습니다. 수소는 하나의 원자가 전자, 2 개의 결합 전자 및 제로 비 결합 전자를 갖는다. 이것은 공식적인 비용을 청구합니다 :(1) - (½) (2) - (0) =0.
우리가 볼 수 있듯이, 이것은 최대 0 + 0 + 0 + 0 + (-1) =-1을 추가합니다. 이 금액은 이온의 전체 충전과 같으며 (-1)
2. 공명
공식 전하는 분자의 바람직한 구조를 나타낼 수 있지만, 위에서 논의 된 바와 같이, 여러 개의 동일하게 선호되는 구조가있을 때 상황이 조금 더 복잡해집니다. 이 상황은 공명 구조, 특히 구조가 원자의 동일한 배열을 가질 때, 다른 유형의 결합 또는 배열을 나타내는 경우를 나타낼 수 있습니다.
.
예 :아래 다이어그램은 Ion Co
각각에서, 중심 탄소의 공식 전하는 0이고, 이중 결합 산소는 0이고, 2 개의 단일 결합 산소는 각각 -1이다. 이 직접 직접 계산할 수 있는지 확인하십시오! 위에서 논의한 바와 같이, 0 + 0 + (-1) + (-1)은 -2를 추가합니다. 이는 이온의 전체 전하입니다.
이들 결합은 세 가지 구조 모두에서 동일하기 때문에 분자에서의 배치는 다르기 때문에, 각 구조에서의 공식 전하와 분포는 정확히 동일하며, 각각 각각이 동일하게 발생할 가능성이 있음을 의미합니다. 이것은 세 가지 모두가 올바른 구조이며 실제로 분자는 세 가지 구조 모두의 하이브리드를 형성한다는 것을 의미합니다.
공명 구조에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하십시오. 여기에서 더 많은 예를보십시오!
3. 반응성
마지막으로, 공식 전하는 반응 동안 분자가 어떻게 행동 할 것인지에 대한 표시를 제공 할 수 있습니다. 원자가 음의 공식 전하를 갖는 경우, 반응에서 전자의 공급원이 될 가능성이 더 높다 (친핵체. 반대로, 그것이 긍정적 인 것이 있다면, 그것은 전자 (전기성)를 받아 들일 가능성이 높으며, 그 원자는 특히 반응의 부위 일 가능성이 높습니다.
.공식 요금 대 실제 충전
공식적인 전하가 원자의 실제 전하와 다르지 않다는 것도 중요합니다. 공식 전하는 전기 음성 성을 염두에 두지 않습니다. 결합의 전자가 동일하게 공유된다고 가정합니다. 분자 구조와 반응 메커니즘을 이해하는 데 사용되는 형식 일뿐입니다. 반면에 실제 전하는 원자의 전기 음성 및 결합의 극성에 기초하여 실제 전자 밀도를 살펴 봅니다. 이 주제에 대한 자세한 내용을 보려면 이온 다이폴 세력,주기적인 트렌드 및 극성에 대한 튜토리얼을 확인하십시오!
추가 읽기
- 전자 쉘 구성
- 산화 상태
- 분자 형상
- 의자 형태
