분자간 힘 표면장력에 대한 궁금증
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
분자간 힘에 대해서 설명해 보겠습니다~
우선, 분자간 힘은 분자 내 힘에 비해 훨씬 약합니다.
예를 들어서,
액체 상태인 물이 증발하여 기체 상태인 수증기가 될 때, 분자간 힘을 극복하고 기체가 됩니다.
100도 이상의 열을 가해주면 물은 끓어서 기체가 될 것 입니다.
하지만, 물의 분자식인 H2O에서 수소와 산소의 결합을 끊고 분리해내는
즉, 분자내 결합을 끊어내는 것은 상당히 많은 에너지를 필요로 합니다.
예로 들었듯, 분자간 힘의 경우 액체상에서 기체상으로 변하는 온도인 끓는점, 녹는점, 증기압, 점성도, 표면장력 등등 여러가지 물리적 성질을 설명할 수 있습니다.
반면 분자내 결합은 화학적 성질을 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 물이 쪼개져서 수소기체와 산소기체를 형성.
분자 내 결합에는 이온결합, 공유결합, 금속결합이 있습니다.
분자 간 힘에는 이론-쌍극자 간의 힘, 수소결합, 쌍극자-쌍극자 힘, 이온-유발 쌍극자 힘, 쌍극자-유발 쌍극자 힘, 분산력 이렇게 있고 오른쪽으로 갈수록 힘은 작아집니다. 또한, 위에서 언급했듯 이 분자간 힘들은 분자 내 결합인 이온결합, 공유결합, 금속결합과 비교하여 굉장히 약한 힘입니다.
분자간 힘의 크기가 큰 것부터 설명해보겠습니다 ~^^
1. 이온-쌍극자 힘
이온-쌍극자힘은 이온과 극성 분자간의 인력입니다.
극성분자란, 원자간 전기 음성도 차이에 의해 극성 결합을 갖는 분자로, 쌍극자의 합이 상쇄되지 않아 극성을 띄는 분자입니다.
2. 수소결합
수소 결합은 F,O,N에 결합된 수소와 F,O,N 의 비공유 전자쌍 사이의 인력입니다.
수소와 F,O,N 이 결합시, 전기 음성도 차이가 많이 나기 때문에 H에 커다란 부분 양전하가 생성됩니다.
수소결합의 세기를 따질 때에는 1순위로 중요한 것이 H의 부분 양전하 크기입니다. 전기음성도 차이가 가장 크게 나는 F과 결합한 H의 부분 양전하가 가장 클 것입니다.
2순위로 중요한 것은 F,O,N이 비공유 전자쌍을 주는 정도입니다. F의 경우 전기음성도가 가장 큰 원소로서, 비공유 전자쌍을 잘 주려고 하지 않기 때문에 N의 경우가 가장 크게 수소결합을 형성할 것입니다.
3. 쌍극자-쌍극자
극성분자 사이의 힘입니다.
4. 이온-유발 쌍극자
이온과 비극성분자 사이의 힘입니다.
5. 쌍극자-유발 쌍극자
극성분자와 비극성 분자 사이의 힘입니다.
6. 분산력
비극성 분자 사이의 힘입니다.
[출처] 분자간 힘 - 쌍극자 간의 힘, 수소결합, 분산력 등|작성자 방실
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