공유결합과 루이스 구조

금속 원자와 비금속 원자 사이의 전자의 전송에서 발생하는 이온 결합에 비해, 공유 결합은 전자의 “공유”쌍에 대한 원자의 상호 매력에서 유래.

양연 결합은 둘 다 자신에게 전자를 유치하는 유사한 경향이있을 때 두 원자 사이에 형성됩니다 (즉, 원자 모두 동일하거나 상당히 유사한 이온화 에너지와 전자 친화성을 가지고있을 때).

공유 화합물의 물리적 특성

공유 결합을 포함하는 화합물은 이온 화합물보다 다른 물리적 특성을 나타낸다. 전기적으로 중성인 분자 간의 매력은 전기적으로 충전된 이온 사이에 비해 약하기 때문에, 공유 화합물은 일반적으로 이온 화합물보다 용융 및 비등점이 훨씬 낮습니다. 사실, 많은 공유 화합물은 실온에서 액체 또는 가스, 그리고, 그들의 고체 상태에서, 그들은 일반적으로 이온 고형체 보다 훨씬 부드러운. 또한, 이온 화합물은 물에 용해 될 때 전기의 좋은 도체 반면, 대부분의 공유 화합물은 물에 용해된다; 전기적으로 중립적이기 때문에 어떤 상태에서도 전기도체가 불량합니다.

공유 채권 의 형성

비금속 원자는 종종 다른 비금속 원자와 공유 결합을 형성한다. 예를 들어, 수소 분자인 H_2는두 개의 수소 원자 사이의 공유 결합을 포함합니다. 특히 잠재적인 에너지가 서로 접근하는 두 개의 별도의 수소 원자는그들의 원자 궤도(1s)가 겹치기 시작합니다. 각 수소 원자의 단일 전자는 두 원자 핵과 상호 작용하여 두 원자 주위의 공간을 차지합니다. 두 핵에 대한 각 공유 전자의 강력한 매력은 시스템을 안정화시키고 결합 거리가 감소함에 따라 잠재적 인 에너지가 감소합니다. 원자가 계속 서로 접근하면 두 핵의 양성 전하가 서로를 격퇴하기 시작하고 잠재적 인 에너지가 증가합니다. 본드 길이는 가장 낮은 잠재 에너지가 달성되는 거리에 따라 결정됩니다.

화학 결합을 끊기 위해 에너지를 추가해야 한다는 것을 기억하는 것이 필수적입니다(풍등처리), 화학 채권을 형성하는 것은 에너지(퇴보 과정)를 방출합니다. H_2의경우, 공유 결합은 매우 강하다; 많은 양의 에너지, 436 kJ, 수소 분자의 한 두더지에서 결합을 깨고 원자가 분리하는 원인이 되기 위해 추가되어야 합니다:

반대로 H₂ 분자의 두더지 한 마리가 H 원자의 두더지에서 형성될 때 동일한 양의 에너지가 방출됩니다.

루이스 구조물

루이스 기호는 루이스 구조, 분자 및 다원자 이온의 결합을 설명하는 도면에 표시되는 공유 결합의 형성을 나타내는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 두 개의 염소 원자가 염소 분자를 형성할 때, 그(것)들은 전자의 1 쌍을 공유합니다:

루이스 구조는 각 Cl 원자가 결합 (외로운 쌍이라고 함)과 하나의 공유 한 쌍의 전자 (원자 사이에 기록)에 사용되지 않는 전자의 세 쌍을 가지고 있음을 나타냅니다. 대시(또는 선)는 공유전자 쌍인 Cl-Cl을 나타내는 데 사용됩니다.

• 하나의 공유 전자 쌍을 단일 결합이라고 합니다. 각 Cl 원자는 8개의 원자 전자와 상호 작용합니다: 외로운 쌍에 있는 6및 단 하나 결합에 있는 둘.
• 그러나, 원자의 쌍은 필수 옥텟을 달성하기 위하여 전자의 둘 이상의 쌍을 공유해야 할 지도 모릅니다. 이중 결합은 CH₂O(포름알데히드)의 탄소 원자와 산소 원자 사이와 C₂H 4(에틸렌)의 두 탄소 원자 사이에 있는 두 쌍의 전자가 원자 쌍 간에 공유될 때 형성됩니다.
  
• 일산화탄소(CO)와 시안화물 이온(CN-)과 같이 3쌍의 전자 쌍이 원자 한 쌍에 의해 공유될 때 삼중 결합이 형성됩니다.
  

주기적인 표는 원자에 있는 valence 전자의 수 및 옥텟에 도달하기 위하여 형성될 결합의 수를 예측하기 위하여 이용될 수 있습니다. 아르곤과 헬륨과 같은 그룹 18 원소는 전자 구성을 채우고 따라서 거의 화학 결합에 참여하지 않습니다. 그러나 브롬이나 요오드와 같은 그룹 17의 원자는 옥텟에 도달하기 위해 하나의 전자만 필요합니다. 따라서 그룹 17에 속하는 원자는 단일 공유 결합을 형성 할 수 있습니다. 그룹 16의 원자는 옥텟에 도달하기 위해 2 개의 전자가 필요합니다. 따라서 그들은 두 개의 공유 채권을 형성 할 수 있습니다. 마찬가지로, 그룹 14에 속하는 탄소는 옥텟에 도달하기 위해 4 개의 전자가 필요합니다. 따라서 탄소는 4개의 공유 결합을 형성할 수 있습니다.

이 텍스트는 오픈탁스, 화학 2e, 섹션 7.2: 공유 채권 및 오픈세스, 화학 2e, 섹션 7.3: 루이스 심볼 및 구조에서 채택됩니다.