1. 공유결합 (Covalent Bond)
ㅇ 원자들의 전자 공유
- 최인접 원자들이 가전자(Valence Electron)들을 공유하는 형태의 화학결합
. 원자간에 서로 가전자의 일부 또는 전체를 공유하며,
. 총 결합에너지를 감소시킴으로써 결합을 형성시키는 구조
ㅇ 비 금속 원소들 간의 결합이 대부분 공유결합을 하고 있음
2. 공유결합의 특성
ㅇ 고체 형성
- 원자 간 공유 전자와 양 전하를 띈 핵 사이의 강한 쿨롱 인력 때문에 단단한 고체 형성
ㅇ 기계적,화학적,전기적 주요 특성
- 탄성률이 높고, 소성 변형이 적고, 단단하고, 연성 없음.
- 일반적으로 밀도가 낮으며, 용매에 잘 녹지 않음.
- 전기전도도 낮음
ㅇ 공유결합 전자배열 구조 ☞ 팔전자 규칙 참조
- 원자 1쌍이 8개 전자를 공유하며 안정된 전자배열 구조(s2p6)를 하려는 경향
- 화합물 반도체 공유결합 例)
. Ⅳ-Ⅳ족 화합물 : SiGe, SiC 등
. Ⅲ-Ⅴ족 화합물 : GaAs, GaP, GaN, AlP, AlAs, InP, InAs 등
. Ⅱ-Ⅵ족 화합물 : ZnS, ZnSe, CdS, CdTe 등
ㅇ 공유결합을 특징짓는 량 : 결합 에너지, 결합 길이, 결합 차수
ㅇ 상온에서 공유결합을 파괴하는데 필요한 에너지 (단위는 [eV])
- 게르마늄 0.72 [eV], 실리콘 1.12 [eV], 다이아몬드 6~7 [eV]
. 이 값이 작을수록 전도도가 큼
3. 공유결합의 구분
※ 사실 대부분의 화합결합(분자 형성)이 이상적인 형태 보다는,
- 부분적인 이온결합, 부분적인 공유결합을 동시에 갖는 중간적 `극성 공유 결합` 형태임
ㅇ 극성 유무에 따른 구분
- 무극성 공유결합 : 전자쌍이 각 원자에 균등,대칭 공유
. 例) Cl2, H2, CH4(메탄) 등
- 극성 공유결합 : 전자쌍이 각 원자에 비 균등 공유 (아래 4.항 참조)
. 例) H2O(물) 등
* 한편, 이온 결합은, 개별 전자가 한 원자에 완전히 이동한 형태임
- 例) 플루오린 화합물 중에서,
. F2 : 무극성 공유결합
. HF : 극성 공유결합
. LiF : 이온결합
ㅇ 결합 차수에 따른 구분
- 결합 차수 1 : 단일 결합 (single bond)
. 1개 전자쌍 만으로 결합
- 결합 차수 2 : 이중 결합 (double bond)
. 2개 전자쌍이 함께 결합
- 결합차수 3 : 삼중 결합 (triple bond)
. 3개 전자쌍이 함께 결합