공유 결합은 공유하는 전자쌍을 통하여 분자를 형성하는 원자 사이의 결합 형태이다. 각 종 사이에 상당히 안정적인 균형을 나타내는 이러한 결합은 각 원자가 전자 구성의 안정성을 달성 할 수 있도록합니다.
이 결합은 단일, 이중 또는 삼중 버전으로 형성되며 극성 및 비극성 문자를가집니다. 원자는 다른 종을 유인 할 수 있으므로 화합물을 형성 할 수 있습니다. 이 결합은 서로 다른 힘에 의해 발생하여 약하거나 강한 인력, 이온 특성 또는 전자 교환을 생성 할 수 있습니다.
공유 결합은 "강한"결합으로 간주됩니다. 다른 강한 결합 (이온 결합)과 달리 공유 결합은 일반적으로 비금속 원자와 전자에 대해 유사한 친화력 (유사 전기 음성도)을 가진 원자에서 발생하여 공유 결합을 약하게 만들고 파괴하는 데 더 적은 에너지를 필요로합니다.
이러한 유형의 결합에서는 일반적으로 공유 할 원자의 수를 추정하기 위해 이른바 옥텟 규칙이 적용됩니다.이 규칙은 분자의 각 원자가 안정을 유지하기 위해 8 개의 원자가 전자를 필요로한다고 말합니다. 공유를 통해 그들은 종들 사이에서 전자의 손실 또는 이득을 달성해야합니다.
형질
공유 결합은 전자쌍의 상호 작용에 관여하는 각 원자의 전기 음성 특성에 의해 영향을받습니다. 접합부에서 다른 원자보다 전기 음성도가 상당히 높은 원자가 있으면 극성 공유 결합이 형성됩니다.
그러나 두 원자가 유사한 전기 음성 특성을 가질 때 비극성 공유 결합이 형성됩니다. 이것은 전기 음성도가 가장 낮은 종의 전자가 전기 음성도가 가장 낮은 경우보다이 원자에 더 많이 결합되기 때문에 발생합니다.
관련된 두 원자가 동일하지 않으면 (따라서 동일한 전기 음성도를 갖지 않는 한) 공유 결합은 완전히 평등하지 않다는 점에 주목할 가치가 있습니다.
공유 결합의 유형은 종 간의 전기 음성도의 차이에 따라 달라지며, 0에서 0.4 사이의 값은 비극성 결합을 생성하고 0.4에서 1.7의 차이는 극성 결합 ( 이온 결합은 1.7에서 나타납니다.)
비극성 공유 결합
비극성 공유 결합은 전자가 원자간에 동등하게 공유 될 때 생성됩니다. 이것은 일반적으로 두 원자가 유사하거나 동일한 전자 친화력 (동일 종)을 가질 때 발생합니다. 관련된 원자 사이의 전자 친화력 값이 더 유사할수록 결과적으로 더 강해집니다.
이것은 일반적으로 이원자 원소라고도 알려진 가스 분자에서 발생합니다. 비극성 공유 결합은 극성과 동일한 성질로 작동합니다 (전기 음성도가 높은 원자는 다른 원자의 전자 또는 전자를 더 강하게 끌어 당깁니다).
그러나 이원자 분자에서는 전기 음성도가 같기 때문에 상쇄되어 전하가 0이됩니다.
비극성 결합은 생물학에서 중요합니다. 아미노산 사슬에서 볼 수있는 산소 및 펩타이드 결합을 형성하는 데 도움이됩니다. 많은 수의 비극성 결합을 가진 분자는 일반적으로 소수성입니다.
극성 공유 결합
극성 공유 결합은 결합에 관련된 두 종 사이에 전자가 동등하지 않게 공유 될 때 발생합니다. 이 경우 두 원자 중 하나는 다른 원자보다 전기 음성도가 상당히 높기 때문에 접합부에서 더 많은 전자를 끌어들입니다.
생성 된 분자는 약간 양의면 (가장 낮은 전기 음성도를 가진 원자)과 약간 음의면 (가장 높은 전기 음성도를 가진 원자)을 갖습니다. 또한 정전기 전위를 가지므로 화합물이 다른 극성 화합물에 약하게 결합 할 수 있습니다.
가장 일반적인 극성 결합은 물 (H 2 O) 과 같은 화합물을 형성하기 위해 전기 음성 원자가 더 많은 수소의 결합 입니다.
속성
공유 결합의 구조에서 이러한 결합의 연구와 관련된 일련의 특성이 고려되어 전자 공유 현상을 이해하는 데 도움이됩니다.
옥텟 규칙
옥텟 규칙은 미국의 물리학 자이자 화학자 인 Gilbert Newton Lewis에 의해 공식화되었지만 그 전에 이것을 연구 한 과학자들이있었습니다.
대표 원소의 원자가 각각 원자가 쉘에서 8 개의 전자에 도달하는 방식으로 결합하는 경향이 있다는 관찰을 반영하는 것은 경험상으로 귀금속과 유사한 전자 구성을 갖도록 유도합니다. 루이스 다이어그램 또는 구조는 이러한 접합을 나타내는 데 사용됩니다.
불완전한 가수 쉘 종 예를 들어,이 규칙에 예외가있다 (예로서 CH 일곱 개 전자와 분자 (3) 과 같은 6 개 개의 전자 BH와 반응 종 3 ); 또한 헬륨, 수소 및 리튬과 같이 전자가 거의없는 원자에서도 발생합니다.
공명
공명은 분자 구조를 표현하고 단일 루이스 구조로 결합을 표현할 수없는 비편 재화 된 전자를 나타내는 데 사용되는 도구입니다.
이러한 경우 전자는 공진 구조라고하는 다양한 "기여"구조로 표시되어야합니다. 즉, 공명은 특정 분자를 나타 내기 위해 두 개 이상의 루이스 구조를 사용함을 의미하는 용어입니다.
이 개념은 완전히 인간이며 주어진 시간에 분자의 하나 또는 다른 구조가 없지만 동시에 모든 버전 (또는 모두)에 존재할 수 있습니다.
또한 기여하는 (또는 공명) 구조는 이성질체가 아닙니다. 전자의 위치 만 다를 수 있지만 원자핵은 다를 수 없습니다.
향기
이 개념은 동일한 원자 구성을 가진 다른 기하학적 배열보다 더 큰 안정성을 나타내는 공명 결합 고리가있는 고리 형 평면 분자를 설명하는 데 사용됩니다.
방향족 분자는 쉽게 부서지지 않으며 일반적으로 다른 물질과 반응하지 않기 때문에 매우 안정적입니다. 벤젠에서 원형 방향족 화합물 인 공액 파이 (π) 결합은 두 개의 서로 다른 공명 구조로 형성되어 매우 안정적인 육각형을 형성합니다.
시그마 링크
두 개의 "s"궤도가 결합하는 가장 단순한 결합입니다. 시그마 결합은 모든 단순 공유 결합에서 발생하며 서로를 바라 보는 한 "p"궤도에서도 발생할 수 있습니다.
본드 파이 (π)
이 결합은 평행 한 두 "p"궤도 사이에서 발생합니다. 그들은 나란히 결합하고 (면을 마주 보는 시그마와는 달리) 분자 위와 아래에 전자 밀도 영역을 형성합니다.
공유 이중 및 삼중 결합은 하나 또는 두 개의 파이 결합을 포함하며 분자에 단단한 모양을 부여합니다. Pi 본드는 겹침이 적기 때문에 시그마 본드보다 약합니다.
공유 결합의 유형
두 원자 사이의 공유 결합은 한 쌍의 전자에 의해 형성 될 수 있지만 두 쌍 또는 세 쌍의 전자에 의해 형성 될 수도 있습니다. 따라서 이들은 단일, 이중 및 삼중 결합으로 표현됩니다. 각각에 대한 공용체 (시그마 및 파이 본드).
단일 결합이 가장 약하고 삼중 결합이 가장 강합니다. 이것은 트리플이 가장 짧은 결합 길이 (더 큰 인력)와 가장 큰 결합 에너지 (단절하는 데 더 많은 에너지가 필요함)를 갖기 때문에 발생합니다.
간단한 링크
그것은 한 쌍의 전자를 공유하는 것입니다. 즉, 관련된 각 원자는 단일 전자를 공유합니다. 이 결합은 가장 약하고 단일 시그마 (σ) 결합을 포함합니다. 원자 사이의 선으로 표시됩니다. 예를 들어, 수소 분자 (H 2 )의 경우 :
H H
더블 링크
이 유형의 결합에서는 두 개의 공유 전자 쌍이 결합을 형성합니다. 즉, 4 개의 전자가 공유됩니다. 이 결합은 하나의 시그마 (σ)와 하나의 파이 (π) 결합을 포함하며 두 줄로 표시됩니다. 예를 들어 이산화탄소 (CO 2 )의 경우 :
O = C = O
삼중 결합
공유 결합 중 가장 강한이 결합은 원자가 시그마 (σ)와 두 파이 (π) 결합으로 6 개의 전자 또는 3 개의 쌍을 공유 할 때 발생합니다. 세 줄로 표시되며 아세틸렌 (C 2 H 2 ) 과 같은 분자에서 볼 수 있습니다 .
HC≡CH
마지막으로 4 중 결합이 관찰되었지만 드물고 주로 크롬 (II) 아세테이트와 같은 금속 화합물로 제한됩니다.
예
단순 결합의 경우 가장 일반적인 경우는 아래에서 볼 수 있듯이 수소의 경우입니다.
삼중 결합의 경우는 아래에서 볼 수 있듯이 아산화 질소 (N 2 O)에 있는 질소의 경우이며 시그마 및 파이 결합이 보입니다.
참고 문헌
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