본문내용
1. 공명 구조
1.1. 공명 현상과 공명 구조의 정의
비결합 전자쌍이나 다중 결합을 가지고 있는 분자들은 2개 이상의 루이스 구조를 가질 수 있으며, 이러한 루이스 구조를 분자의 "공명 구조"라고 한다. 공명 구조는 비결합 전자쌍이나 다중 결합의 위치만 다르게 하고, 골격을 이루는 시그마 결합의 위치는 변동되지 않는 구조식이다. 공명 구조들은 원자들의 위치와 전자의 수가 변하지 않으며, 옥텟규칙을 만족해야 한다. 또한 각 공명 구조의 에너지는 동일하지 않을 수 있어 존재하는 비율이 달라질 수 있다. 공명 구조가 많을수록 해당 분자는 더 안정하다고 볼 수 있다.
1.2. 공명 구조의 특징
공명 구조를 가지면 전자의 비편재화(delocalization)가 나타나고 이것은 화합물의 에너지를 낮추는 결과를 낳아 더 안정한 형태를 나타낸다. 안정성과 반응성은 일반적으로 반비례 관계가 있다. 공명 안정성은 화합물의 구조와 반응성에 영향을 준다. 예를 들어 단백질 구조와 유기 화합물의 산성도에 큰 영향을 미친다. 즉, 공명 구조를 가지는 화합물은 그렇지 않은 화합물에 비해 더 안정하고 반응성이 낮다고 볼 수 있다."
1.3. 공명 구조 그리는 규칙
공명 구조 그리는 규칙은 다음과 같다.
첫째, 타당성 있는 루이스 구조로 공명 구조를 그려야 한다. 수소는 2개의 전자를 가지고, 2주기 원소들은 8개의 전자를 최대로 가져야 한다.
둘째, 공명 구조는 다중 결합과 비결합 전자쌍의 위치만 다르게 하고, 골격을 이루는 시그마 결합의 위치는 변동되지 않게 그린다. 원자가 이동하지 않고 원자의 결합 배열이 달라지지 않는다.
셋째, 공명 구조의 짝지어지지 않은 전자의 수는 같아야 한다. 또한, 분자 전체 전하량은 절대로 변하지 않도록 그려야 하지만 각 원자의 형식 전하(formal charge)는 변화할 수 있다.
넷째, 각 공명 구조의 공명 혼성체에 대한 기여도가 다를 수 있다. 이것은 각각의 공명 구조의 안정도가 서로 같지 않아서 나타나고 주공여체 또는 주기여체 (major contributor)와 부기여체 또는 부공여체 (minor contributor)로 구분할 수 있다. 주기여체 공명 구조는 결합수가 더 많고 전하수는 적고 전하 분리가 있는 경우에는 전기음성도가 센 원소에 음전하를 갖는 것이다.
2. 화학식과 화학 반응식
2.1. 기체의 압력, 부피, 온도 관계
기체는 그 상태에 따라 압력, 부피, 온도 간에 특정한 관계가 성립한다. 이러한 관계를 설명하는 대표적인 법칙들은 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 그리고 아보가드로 법칙이다.
보일의 법칙에 따르면 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피는 반비례한다. 즉, 기체의 압력이 증가하면 부피는 감소하고,...
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