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전자 도메인은 결합 전자 또는 자유(비공유) 원자가 전자 중 하나 에서 원자가 전자가 발견될 가능성이 가장 높은 원자 핵 주변의 공간 영역을 나타냅니다.
전자 도메인은 자유 라디칼의 경우와 같이 단일 비공유 전자가 위치한 공간을 포함할 수 있습니다. 비공유 전자쌍; 또는 다중 공유 결합의 경우와 같이 하나 이상의 결합 전자 쌍을 포함할 수도 있습니다.
전자 도메인의 중요성
전자 영역의 공간에서 위치와 방향을 알거나 예측할 수 있다는 것은 화학자에게 매우 중요합니다. 우선 이것은 중심 원자에 결합된 원자의 위치를 나타내기 때문에 분자 기하학을 알 수 있게 해줍니다. 즉, 전자 도메인을 알면 분자의 모양과 분자를 구성하는 다른 그룹 또는 원자의 상대적 위치를 예측할 수 있습니다.
이 외에도 전자 영역은 분자 반응성의 여러 측면을 예측할 수 있게 합니다. 예를 들어, 비공유 전자쌍의 방향을 알면 화학자들이 루이스 염기가 어떻게 반응하는지, 왜 다른 방향이 아닌 특정 방향으로 반응하는지 이해하는 데 도움이 됩니다.
마지막으로, 특정 원자의 전자 도메인의 수는 주어진 분자에서 원자가 가져야 하는 혼성화 유형을 예측하거나 확립하는 것을 가능하게 합니다. 이것은 원자가 결합 이론에 따라 화학 결합의 형성에 관여하는 오비탈의 유형을 확립할 수 있다는 점에서 매우 실용적입니다.
이 이론에 따르면 결합은 결합된 원자의 원자가 전자가 위치한 원자 오비탈을 중첩하여 형성됩니다. 전자 영역을 통해 이러한 원자 궤도 중 어떤 것이 관련되어야 하는지 예측할 수 있습니다.
루이스 구조와 원자가 전자쌍 반발 이론(VTRPE)
조금 전에 언급했듯이 전자 영역의 방향을 예측할 수 있으므로 분자 구조, 혼성화 및 분자의 반응성까지 동시에 예측할 수 있습니다. 이 예측은 분자 구조의 두 가지 기본 측면을 기반으로 합니다.
- 루이스 구조.
- 원자가 전자 쌍의 반발 이론(TRPEV).
루이스 구조
루이스 구조는 모든 원자가 전자와 함께 분자를 구성하는 원자를 그래픽으로 나타낸 것입니다. Lewis가 제안한 이론에 따르면, 원자는 8개의 전자로 둘러싸여 결합하여 희가스의 원자가 껍질의 전자 구성을 얻습니다(일반적으로 옥텟 규칙이라고 함). 이것은 분자에서 전자가 공유되는 방식을 예측하는 가장 중요한 기반 중 하나를 나타냅니다. 또한 어떤 원자가 서로 연결되어 있고 어떤 유형의 결합으로 연결되어 있는지 예측할 수 있습니다.
루이스 구조를 통해 분자의 각 원자가 얼마나 많은 전자 도메인을 가지고 있는지 직접 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 물 분자에서 루이스 구조는 두 개의 수소 원자로 둘러싸인 중심 산소 원자를 가지며 단일 공유 결합을 통해 이들과 연결됩니다.
또한 두 쌍의 비공유 자유 전자가 있으므로 총 4개의 전자 도메인이 있습니다.
원자가 전자 쌍의 반발 이론(TRPEV)
루이스 구조는 분자 내 원자가 얼마나 많은 전자 도메인을 가지고 있는지 알려주지만, 공간에서 어떻게 방향을 잡는지는 알려주지 않습니다. 이를 위해 우리는 TRPEV에 의존합니다.
이것은 이해하기 매우 간단한 이론입니다. 동일한 전하에 의해 생성된 반발력으로 인해 원자가 전자는 항상 서로 가능한 한 멀리 떨어지려고 합니다. 이러한 이유로 전자 영역이 두 개뿐인 원자에서는 서로 반대 방향을 가리키며 180°의 각도를 형성합니다. 두 도메인이 결합 전자에 해당하면 선형 분자가 생성됩니다.
다음 표는 서로 다른 수의 전자 도메인이 중앙 원자 주위에 분포하는 방식과 결합 도메인의 수에 따른 각각의 혼성화 및 서로 다른 분자 구조를 요약한 것입니다.
| 전자 도메인 수 | 분포 | 이종 교잡 | 일반 공식 | 분자 기하학 | 예 |
| 1 | – | – | 애 | – | 나는 가지고있다 |
| 2 | 선형(180°) | sp | 애프터 2 | – | – |
| 2 | 선형(180°) | sp | 도끼 | 선의 | CO |
| 2 | 선형(180°) | sp | 도끼 2 | 선의 | 이산화탄소 _ |
| 삼 | 삼각 평면 | SP 2 | 애프터 3 | – | |
| 삼 | 삼각 평면 | SP 2 | 도끼 2 | 선의 | |
| 삼 | 삼각 평면 | SP 2 | 도끼 2E _ | 각도(<120°) | |
| 삼 | 삼각 평면 | SP 2 | 도끼 3 | 삼각면(120°) | CO 3 2- |
| 4 | 사면체 | sp3 _ | 애프터 4 | – | – |
| 4 | 사면체 | sp3 _ | 도끼 3 | 선의 | 염산 |
| 4 | 사면체 | sp3 _ | 도끼 2 전자 2 | 각도(<109.5°) | 물 _ _ |
| 4 | 사면체 | sp3 _ | 도끼 3E _ | 삼각뿔(<109.5°) | NH3_ _ |
| 4 | 사면체 | sp3 _ | 도끼 4 | 사면체(109.5°) | 채널 4 |
| 5 | 삼각 쌍뿔 | sp 3d _ | 도끼 5 | 삼각 쌍뿔(120° 및 90°) | FAQ 5 |
| 6 | 팔면체 | sp 3d 2 _ | 도끼 6 | 팔면체(90°) | SF6 _ |
참조
아토모스. (2020년 4월 22일). 원자가 결합(VB) 이론 . 물리학 및 화학. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/
Borrás, JJ (sf). 분자 구조: VSPR 모델(RPSEV) . JJ 보라스. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf
장로영(2002). 물리화학 (제1 판 .). MCGRAW 힐 교육.
전자 도메인을 식별하는 방법은 무엇입니까? (일차). 알레프. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones
전자 영역 정의 및 VSEPR 이론 – 흥미 – 2021 . (일차). LesKanaris. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html
