유기화학 2강 극성 공유 결합(전기음성도, 극성 공유결합, 쌍극자 모멘트)

유기화학의 기본 개념을 이해하기 위해서는 전기음성도, 극성 공유결합, 쌍극자 모멘트를 확실히 이해해야 한다. 

아래는 해당 강의 내용을 핵심만 뽑아 정리한 것이다.

 

전기음성도(Electronegativity)란?

공유결합을 하고 있는 두 원자가 있을 때, 다른 원자와 공유하는 전자(공유전자쌍)를 잡아끄는 힘의 정도를 의미한다.

값이 클수록 전자를 더 강하게 끌어당긴다. 상대적인 값이며, 불소(F)가 4.0으로 가장 크다.

🔹 주기율표에서의 전기음성도 경향

주기율표

오른쪽, 위쪽으로 갈수록 증가한다.

즉, 주기율표 오른쪽 위(할로겐·비금속)가 전기음성도가 크다.

 

🔹 유기화학에서 꼭 외워야 할 원자들의 전기 음성도

F (4.0) > O (3.5) > N (3.0), Cl (3.0) > C (2.5) > H (2.1)

유기반응 메커니즘을 이해할 때 이 순위는 매우 중요하다.

 

극성 공유결합(Polar Covalent Bond)

두 원자가 공유 전자를 나눌 때 전기음성도 차이가 0.5 ~ 1.9이면 그 결합을 극성 공유결합이라 한다.

즉, 극성을 가지는 공유결합을 말한다.

전기음성도가 큰 원자 쪽으로 전자 구름이 치우친다.

그 결과 :

전자를 더 끌어당긴 원자는 부분 음전하(δ–)

전자를 빼앗긴 원자는 부분 양전하(δ+)

예시 1) O–H 결합 

 

전기 음성도 크기 O (3.5) > H (2.1)

 

전기음성도 차이가 1.4로 극성 공유결합이 된다.

산소가 전자를 더 세게 끌어당기므로 O는 δ–, H는 δ+를 띤다. (부분 전하 : δ–, δ+)

👉 이 작은 극성의 차이가 결국 수소결합, 끓는점 상승, 용해성 등 다양한 물리적 성질을 만든다.


예시 2) F–H 결합 

 

전기 음성도 크기 F (4.0) > H (2.1)

 

전기음성도 차이가 1.9로 극성 공유결합이 된다.

F가 전자를 더 세게 끌어당기므로 F는 δ–, H는 δ+를 띤다. 

 

왜 극성이 중요한가?

유기화학의 모든 반응성은 결국 전자 이동에서 시작된다.

전기음성도 차이가 존재하면 전자 분포가 달라지고, 어떤 원자가 친핵체가 될지, 어떤 원자가 전자를 받아들이는지, 어디서 반응이 시작되는지, 이 모든 것을 예측할 수 있게 된다.

즉, 극성과 전기음성도를 이해하면 유기화학이 흥미롭게 읽히기 시작한다.