화학Ⅰ›화학 결합과 분자의 세계

분자의 구조

Molecular Structure (VSEPR)

직관 도입 — 분자는 왜 특정 모양을 가지는가?
💡 비유: 풍선 묶기
①풍선 2개를 묶으면 → 직선형 (180°)
②풍선 3개를 묶으면 → 평면 삼각형 (120°)
③풍선 4개를 묶으면 → 정사면체 (109.5°)
④전자쌍도 풍선처럼 서로 밀어내며 최대한 멀리 떨어지려 한다
⑤이것이 VSEPR(전자쌍 반발 이론)의 핵심!
VSEPR 분자 구조 시각화
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🔍 6가지 구조를 비교하라!
①직선형(CO₂): 결합쌍 2, 비공유 0 → 무극성
②평면삼각형(BF₃): 결합쌍 3, 비공유 0 → 무극성
③굽은형(SO₂): 결합쌍 2, 비공유 1 → 극성
④정사면체(CH₄): 결합쌍 4, 비공유 0 → 무극성
⑤삼각뿔(NH₃): 결합쌍 3, 비공유 1 → 극성
비공유 전자쌍과 결합각
VSEPR 핵심
전자쌍 반발: 비공유 > 비공유-결합 > 결합쌍
비공유전자쌍이 더 넓은 공간 차지 → 결합각 감소
결합각 비교
CH₄(109.5°) > NH₃(107°) > H₂O(104.5°)
비공유전자쌍 0 → 1 → 2개: 결합각이 점점 줄어든다
💡 왜 비공유전자쌍이 결합각을 줄이는가?
①비공유전자쌍 = 핵에만 속함 → 더 넓게 퍼진다
②결합전자쌍 = 두 핵 사이 → 상대적으로 좁음
③비공유전자쌍이 결합전자쌍을 더 세게 밀어냄
④결과: 결합각↓ (109.5° → 107° → 104.5°)
극성 판단

분자 극성 판단

📊구조와 극성의 관계
구조예시대칭?극성
직선형CO₂O무극성
평면삼각형BF₃O무극성
굽은형H₂O, SO₂X극성
정사면체CH₄, CCl₄O무극성
삼각뿔NH₃X극성
💡 극성 분자 판단 3단계
①각 결합이 극성인가? (전기 음성도 차이)
②분자 구조가 대칭인가? (VSEPR로 확인)
③대칭이면 쌍극자 모멘트 상쇄 → 무극성
④비대칭이면 쌍극자 합 ≠ 0 → 극성
⑤같은 결합이라도 구조에 따라 극성이 달라진다!
총정리
분자 구조 결정법
① 중심원자의 전자쌍 수 세기 → ② VSEPR로 구조 결정
전자쌍 = 결합쌍 + 비공유전자쌍
🎯 시험 포인트
①VSEPR = 전자쌍끼리 최대한 멀리 떨어지려는 원리
②비공유전자쌍은 더 큰 공간 차지 → 결합각↓
③CH₄: 정사면체(무극성), NH₃: 삼각뿔(극성), H₂O: 굽은형(극성)
④CO₂: 직선형(무극성) vs H₂O: 굽은형(극성)
⑤분자 극성 = 결합 극성 + 분자 구조(대칭성) 종합 판단