전자쌍 반발 이론에서 비공유 전자가 결합각에 어떤 영향을 주나요?

Question

안녕하세요. 결합을 형성할 때 비공유 전자쌍 결합하고 있는 전자 그리고 홀전자는 각각 어떠한 영향력 차이가 있는지 궁금하며, 전자쌍 반발 이론에서 비공유 전자가 결합각에 어떤 영향을 주나요?

Answer 1

안녕하세요. 질문해주신 것처럼 전자쌍 반발 이론(VSEPR)에서는 중심 원자를 둘러싸고 있는 전자쌍들 간의 반발력을 고려하여 분자의 입체 구조를 설명하는데요, 우선 결합전자쌍은 원자와 원자 사이에서 공유되는 전자쌍으로, 두 원자핵 사이에 위치하여 전자 구름이 비교적 좁게 퍼져 있기 때문에 따라서 다른 전자쌍과의 반발력이 상대적으로 작습니다. 반면에 비공유 전자쌍은 한 원자에만 속해 있으며, 결합에 사용되지 않기 때문에 원자핵 한쪽에 집중된 전자 구름을 형성하는데요, 이때 전자 밀도가 크고 넓게 퍼져 있어서 결합 전자쌍보다 더 강한 반발력을 주변 전자쌍에 미칩니다. 마지막으로 홀전자는 자유 라디칼 등에 존재하는데, 짝을 이루지 않으므로 전자 구름이 한 쪽에 상대적으로 작게 분포하며 이때 반발력은 결합 전자쌍보다는 크지만, 완전한 비공유 전자쌍보다는 작다고 볼 수 있습니다. 따라서 반발 영향력은 결합 전자쌍 < 홀전자 < 비공유 전자쌍 순서라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

전자쌍 종류에 따른 반반력은 비공유-비공유 > 비공유-공유 > 공유-공유 순서 입니다.

비공유 전자쌍은 원자핵에 묶여 있는 공유 결합과는 다르게 원자핵의 인력으로만 잡혀 있기에 공간이 넓고 공유 전자쌍은 원자핵에 묶여 있다보니 좁은 공간을 차지하고 있습니다.

공간을 넓게 차지하다보니 비공유 전자쌍이 다른 전자쌍을 밀어내게 됩니다. 전자쌍을 이루지 못한 라디칼의 경우는 공유 전자쌍들 보다는 강한 반반력을 가지고 있어 라디칼을 가진 분자는 결합 분자를 밀어내어 이상적인 결합각에 영향을 주게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)