그럼 위 이미지는 이미 보셨죠?
위의 이미지를 간단히 설명하자면
ClO2 루이스 구조는 중앙에 염소(Cl) 원자가 두 개의 산소(O) 원자로 둘러싸여 있습니다. 염소 원자(Cl)와 각 산소 원자(O) 사이에는 2개의 이중 결합이 있습니다. 산소(O) 원자에는 2개의 비공유 전자쌍이 있고, 염소(Cl) 원자에는 1개의 비공유 전자쌍과 1개의 짝을 이루지 않은 전자가 있습니다.
위의 ClO2 루이스 구조 이미지에서 아무것도 이해하지 못했다면 저와 함께하시면 ClO2 루이스 구조를 그리는 방법에 대한 자세한 단계별 설명을 들으실 수 있습니다.
이제 ClO2 분자의 루이스 구조를 그리는 단계로 넘어가겠습니다.
ClO2의 루이스 구조를 그리는 단계
1단계: ClO2의 총 원자가 전자 수 찾기
ClO2의 총 원자가 전자 수를 찾으려면 먼저 염소 원자 와 산소 원자에 존재하는 원자가 전자를 알아야 합니다.
(가전자는 모든 원자의 가장 바깥쪽 궤도 에 존재하는 전자입니다.)
여기에서는 주기율표를 사용하여 염소와 산소의 원자가 전자를 쉽게 찾는 방법을 알려 드리겠습니다.
ClO2 분자의 총 원자가 전자
→ 염소 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
염소는 주기율표 17족의 원소이다. [1] 따라서 염소에 존재하는 원자가 전자는 7 입니다.
위 이미지와 같이 염소 원자에 존재하는 7개의 원자가 전자를 볼 수 있습니다.
→ 산소 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
산소는 주기율표 16족의 원소이다. [2] 따라서 산소에 존재하는 원자가 전자는 6 입니다.
위 이미지와 같이 산소 원자에 존재하는 6개의 원자가 전자를 볼 수 있습니다.
그래서,
ClO 2 의 총 원자가 전자 = 염소 원자 1개로 주어진 원자가 전자 + 산소 원자 2개로 주어진 원자가 전자 = 7 + 6(2) = 19 .
2단계: 중심 원자 선택
중심 원자를 선택하려면 전기 음성도 가 가장 낮은 원자가 중심에 남아 있다는 것을 기억해야 합니다.
이제 여기서 주어진 분자는 ClO2이고 염소 원자(Cl)와 산소 원자(O)를 포함합니다.
위의 주기율표에서 염소원자(Cl)와 산소원자(O)의 전기음성도 값을 확인할 수 있습니다.
염소(Cl)와 산소(O)의 전기음성도 값을 비교하면 염소 원자의 전기음성도가 덜합니다 .
여기서 염소(Cl) 원자가 중심 원자이고 산소(O) 원자가 외부 원자입니다.
3단계: 각 원자 사이에 전자쌍을 배치하여 각 원자를 연결합니다.
이제 ClO2 분자에서 염소 원자(Cl)와 산소 원자(O) 사이에 전자쌍을 배치해야 합니다.
이는 ClO2 분자 내에서 염소(Cl)와 산소(O)가 화학적으로 결합되어 있음을 나타냅니다.
4단계: 외부 원자를 안정하게 만듭니다. 나머지 원자가 전자쌍을 중심 원자에 놓습니다.
이 단계에서는 외부 원자의 안정성을 확인해야 합니다.
여기 ClO2 분자의 스케치에서 외부 원자가 산소 원자임을 알 수 있습니다.
이러한 외부 산소 원자는 옥텟을 형성하므로 안정적입니다.
추가적으로, 1단계에서 우리는 ClO2 분자에 존재하는 총 원자가 전자 수를 계산했습니다.
ClO2 분자는 총 19개의 원자가 전자를 가지고 있으며, 이 중 16개의 원자가 전자 만이 위 다이어그램에 사용되었습니다.
따라서 남은 전자의 수 = 19 – 16 = 3 .
위의 ClO2 분자 다이어그램에서 중앙 염소 원자에 이 3개의 전자(즉, 1개의 전자쌍과 1개의 짝을 이루지 않은 전자)를 배치해야 합니다.
이제 다음 단계로 넘어가겠습니다.
5단계: 루이스 구조의 안정성 확인
이제 ClO2 루이스 구조의 안정성을 확인해야 하는 마지막 단계에 이르렀습니다.
루이스 구조의 안정성은 형식 전하 개념을 사용하여 검증할 수 있습니다.
간단히 말해서, 이제 ClO2 분자에 존재하는 산소(O) 원자뿐만 아니라 염소(Cl) 원자의 형식 전하도 찾아야 합니다.
공식세를 계산하려면 다음 공식을 사용해야 합니다.
형식 전하 = 원자가 전자 – (결합 전자)/2 – 비결합 전자
아래 이미지에서 ClO2 분자의 각 원자에 대한 결합 전자와 비결합 전자의 수를 확인할 수 있습니다.
염소 원자(Cl)의 경우:
전자 원자가 = 7 (염소가 17족에 속하기 때문)
결합 전자 = 4
비결합 전자 = 3
산소 원자(O)의 경우:
원자가 전자 = 6 (산소가 16족에 속하기 때문)
결합 전자 = 2
비결합 전자 = 6
| 공식적인 고발 | = | 원자가 전자 | – | (전자 결합)/2 | – | 비결합 전자 | ||
| Cl | = | 7 | – | 4/2 | – | 삼 | = | +2 |
| 오 | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
위의 공식 전하 계산을 통해 염소(Cl) 원자는 +2 의 전하를 갖고 산소(O) 원자는 -1의 전하를 가짐을 알 수 있습니다.
이러한 이유로 위에서 얻은 ClO2의 루이스 구조는 안정적이지 않습니다.
그러므로 전자쌍을 염소 원자 쪽으로 이동시켜 이러한 전하를 최소화해야 합니다.
전자쌍이 산소 원자에서 염소 원자로 이동한 후 ClO2의 루이스 구조는 더욱 안정해집니다.
위의 ClO2 루이스 도트 구조에서는 각 결합전자쌍 (:)을 단일결합(|)으로 나타낼 수도 있습니다. 그렇게 하면 ClO2의 루이스 구조가 다음과 같이 됩니다.
위의 모든 단계를 완전히 이해하셨기를 바랍니다.
더 많은 연습과 더 나은 이해를 위해 아래 나열된 다른 루이스 구조를 시도해 볼 수 있습니다.
더 나은 이해를 위해 다음 루이스 구조를 시도해 보세요(또는 적어도 확인하세요).