Electron Pair   전자쌍

1. 전자쌍 (Electron Pair)

  ㅇ 두 개의 전자가 한 쌍(pair)을 이루어 함께 존재하는 것
     - 보통, 서로 반대 스핀(spin)을 가지는 두 전자가 짝을 이룸  (☞ 파울리의 배타원리 참조)
        . 한 오비탈(orbital)에는 최대 2개의 전자가 들어갈 수 있음
        . 이때, 두 전자가 한 쌍을 이루어 존재함

  ㅇ 화학결합, 특히 공유결합 형성시, 결합에 관여하는 전자들은 쌍을 이룸
     - 즉, 각 원자들이 전자쌍을 서로 공유하면서, 공유결합 형성
        . 例) 수소 분자 H2에서, 두 수소 원자가 전자 1개씩 내어 전자쌍을 공유함


2. 전자쌍 구분

  ㅇ 결합/공유 전자쌍 (Bond Pair/Shared Pair/Bonding Pair Electrons)
     - 결합에 사용된 원자가전자들
        . 공유 전자쌍은 마치 두 원자를 결합시키는 접착제 처럼 작용
     - 통상, 선으로 표현

     * 한편, 다중 공유 전자쌍인 경우에는,  ☞ 단일 결합, 이중 결합, 삼중 결합 참조

  ㅇ 고립/비공유 전자쌍 (Lone Pair/Unshared Pair/Nonbonding Pair Electrons)
     - 결합에 사용되지 않는 원자가전자들
        . 두 원자 사이가 아닌, 특정 원자 만에 고립된 전자쌍
     - 통상, 점으로 표현

  


3. 전자쌍별 가능한 분자 구조 (VSEPR 이론에 기반)    ☞ 분자 기하 구조 (그림 포함됨) 참조

  ※ VSEPR 모형 (원자가 껍질 전자쌍 반발 모형, Valence Shell Electron Pair Repulsion)
     - 전자쌍들 간의 반발을 최소화하도록, 중심 원자 주위로 분자 구조가 결정된다는 모형

  ㅇ 중심 원자 주위에, 2개 전자쌍을 갖는 경우 
     - 선형 분자 구조 (Linear) : (AB2) 
        . 例) BeCl2 (결합각 = 180˚)

  ㅇ 중심 원자 주위에, 3개 전자쌍을 갖는 경우 
     - 평면 삼각형 구조 (Trigonal planar) : (AB3)
        . 例) BF3 (결합각 = 120˚)
     - 굽은 구조 (V자형) (Bent) : (AB3E, 여기서 E : 고립 전자쌍)
        . 例) SO2 (결합각  < 120˚)

  ㅇ 중심 원자 주위에, 4개 전자쌍을 갖는 경우 
     - 사면체 구조 (Tetrahedral) : (AB4) 
        . 例) CH4 (결합각 = 109.5˚)
     - 삼각뿔 구조 (Trigonal pyramidal) : (AB3E) 
        . 例) NH3 (결합각 < 109.5˚)
     - 굽은 구조 (V자형) (Bent) : (AB2E2) 
        . 例) H2O (결합각 ≒ 104.5˚)

  ㅇ 중심 원자 주위에, 5개 전자쌍을 갖는 경우
     - 삼각 쌍뿔 구조 (Trigonal bipyramidal) : (AB5) 
        . 例) PCl5 (결합각 = 90˚, 120˚, 180˚)
     - 시소형 (Seesaw) : (AB4E)
        . 例) SF4
     - T자형 (T-shaped) : (AB3E2)
        . 例) ClF3
     - 선형 (Linear) : (AB2E3)
        . 例) XeF2

  ㅇ 중심 원자 주위에, 6개 전자쌍을 갖는 경우
     - 팔면체 구조 (Octahedral) : (AB6)
        . 例) SF6 (결합각 = 90˚)
     - 사각뿔 구조 (Square pyramidal) : (AB5E)
        . 例) BrF5
     - 사각평면 구조 (Square planar) : AB4E2)
        . 例) XeF4