Lewis Structure, Lewis Electron Dot Diagram   루이스 구조

1. 루이스 구조

  ㅇ 분자 내 원자의 원자가전자의 전자 배치 형태를, 
     - 2차원 평면에 점,선으로 보여주는 방식


2. 루이스 구조의 표현

  ㅇ 루이스 구조의 표현 원리
     - 모든 원자들은, 안정된 화합물을 형성하기 위해, 
     - 불활성기체의 전자배치를 갖는다는 원리를 이용하여,
        . 8개(팔 전자 규칙) 또는 2개(이 원자 규칙)
     - 모든 공유결합을 단순하게 설명함

  ㅇ 루이스 구조의 표현 방법
     - 원자가전자를 점 (전자점, Electron Dot)으로 나타냄
     - 원자 간을 직각으로 나타냄
     - 이때, 분자 결합각은 나타내지 않음

  ㅇ 루이스 구조의 표현 종류                                  ☞ 네이버 백과 (루이스구조식) 참조
     - 루이스 전자점식 : 결합을 점,선으로 표시
     - 루이스 구조식 : 비 공유 전자쌍은 점으로, 공유 전자쌍은 결합선으로 표시

  ※ Gilbert Newton Lewis (1875~1946) : (1916년 발표)
     - 화학결합이, 인접한 두 원자가 전자쌍 공유를 통해, 공유결합을 형성한다고 설명하고,
     - 이런 전자쌍을 나타내기 위해, 루이스 점 구조(Lewis dot structure)를 제안


3. 이 원자 규칙 (Duet Rule)

  ㅇ 주족 원소들이 원자가 껍질에 2개의 전자를 갖도록, (=> 불활성 기체화, 8A족)
     전자 배열을 형성하는 경향

     - 例) H2 분자 생성이 불활성 기체인 He 처럼 안정한 2개 전자배치를 갖음
       


4. 팔 전자 규칙 (Octet Rule)

  ㅇ 주족 원소들이 원자가 껍질에 8개의 전자를 갖도록, (=> 불활성 기체화, 8A족)
     전자 배열을 형성하는 경향

    


5. 다중 결합

  ㅇ 2 이상의 공유 전자쌍에 의한 공유결합  (팔전자 규칙을 만족함)
     

  ㅇ 구분                                        ☞ 결합 차수 참조
     - 단일 결합 (Single Bond)
     - 다중 결합 (Multiple Bond)
        . 이중 결합 (Double Bond)
        . 삼중 결합 (Triple Bond)


6. 공명 혼성 (Resonance Hybrid) 구조

  ㅇ 편재 전자 모형에 의해 설명될 수 없는 분자 구조를 보완하기 위함
     - 전자들이 특정 원자에 편재되어 있다는 기본 가정을 그대로 존속키 위해, 굳이 도입된 개념 

  ㅇ 단일 구조식으로는 표현하기 어렵고, 
     서로다른 루이스 구조들의 혼성/혼합/평균으로 설명되는 구조
     - 원자의 배치 및 위치, 원자 간 결합길이는 동일하나, 
     - 전자의 위치 만 달라짐

  ㅇ 공명 구조의 특징
     - 실제 분자는 공명 구조의 중간체
        . 개별 구조식 중 어느 하나와 정확히 일치 않고, 모든 공명 구조의 성질을 혼합한 형태
     - 공명 구조는 서로 빠르게 변환
        . 공명 구조들은 정적이 아니라 서로 빠르게 변환함으로, 
        . 단일 구조식으로는 분자의 실제 상태를 완벽하게 표현 불가능
     - 공명 구조는 분자의 성질에 영향을 미침
        . 공명 구조는 분자의 형태, 결합 길이, 반응성 등 다양한 성질에 영향을 미침

  ㅇ 공명 구조의 표현
     - 곡선 화살표 : 전자의 이동을 나타내기 위해 곡선 화살표를 사용
     - 공명 화살표 : 2개의 굽은 화살표 (↔)를 사용, 서로 다른 공명 구조임을 나타냄

  ㅇ 例)
     - 오존 (O3) 
        . 중심 산소 원자 주위에서, 1개 단일 결합, 1개 이중 결합, 1개 비공유 전자쌍을 갖음
          
     - 질산 이온 (NO3-)
        . 1개 이중결합,2개 단일결합을 갖는 것이 아니라,
        . 단일결합,이중결합 중간 정도의 길이와 세기를 갖는, 3개의 동일한 결합을 갖음
        . 즉, 다음 세 구조의 평균(중첩,혼성,혼합)적으로 봄
          
     - 벤젠 (C6H6)

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