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공유 결합은 비금속 사이에 원자가 전자를 공유하여 형성됩니다. 그러면 왜 비금속은 이온 결합에서처럼 전자를 이동시키기보다는 공유하는 것을 선호할까요? 비금속은 높은 이온화 에너지를 가지고 있어 한 원자에서 다른 원자로 원자가 전자를 이동시키기 어렵습니다.
암모니아 분자를 생각해보십시오. 질소 원자는 옥텟을 이루기 위해 3개의 전자가 더 필요하고 수소 원자는 듀엣을 이루기 위해 하나의 전자가 필요합니다. 따라서 질소와 수소가 모두 안정적인 전자 배치를 이루기 위해 질소 원자가 세 개의 수소 원자와 결합합니다.
이 결합들은 각각 한 쌍의 전자를 공유하기 때문에 단일 결합이라고 합니다. 공유 결합에 있는 공유된 전자 쌍을 결합 쌍이라고 합니다. 결합에 참여하지 않는 원자가 전자를 고립 전자쌍 또는 비결합 전자라고 합니다.
6개의 원자가 전자가 있는 산소 원자는 옥텟을 이루기 위해 두 개의 전자가 더 필요합니다. 따라서 두 개의 산소 원자는 이중 결합을 이루는 두 개의 전자 쌍을 공유합니다. 반면 질소는 이원자 형태로 3개의 짝이 없는 전자를 공유하여 3중 결합을 만듭니다.
단일 결합과 다중 결합은 결합 길이와 세기에 따라 다릅니다. 3중 결합은 2중 결합보다 짧고 2중 결합은 단일 결합보다 짧습니다. 결합 강도는 결합의 다중도에 따라 증가합니다.
이것은 질소의 3중 결합을 깨기 어려우며 상대적으로 반응성이 낮은 이유입니다. 루이스 모형은 분자의 구조와 안정성을 예측하는데 도움을 줍니다. 루이스 모형에 따르면, 물은 안정적인 분자이며, 이는 산소와 수소가 모두 안정된 전자 배치를 이루었기 때문입니다.
산소가 하나의 수소 원자와만 전자를 공유한다면 산소에는 원자가 전자가 7개뿐이고 옥텟에 도달할 수 없기 때문에 결과 OH 분자는 안정적이지 않습니다. 그러나 산소에 여분의 전자가 더해져 옥텟을 완성하면 결과적인 수산화이온이 음전하를 띠면서 안정되게 됩니다. 공유 결합은 공유된 전자가 두 개의 특정한 원자 쌍을 연결하기 때문에 방향성을 가집니다.
이와는 반대로 이온 결합은 비방향성이며 격자 안에 여러 개의 이온을 가지고 있습니다. 따라서 공유 결합 화합물에서는 개별적인 분자를 기본 단위로 간주합니다.
금속 원자와 비금속 원자 사이의 전자 이동으로 인해 발생하는 이온 결합과 비교하여, 공유 결합은 "공유" 전자쌍에 대한 원자의 상호 인력으로 인해 발생합니다.
두 원자가 서로 전자를 끌어당기는 유사한 경향을 가질 때(즉, 두 원자가 동일하거나 상당히 유사한 이온화 에너…