1. 분자 모양 및 구조
ㅇ 분자 내 원자들이 3 차원 배열을 이룸
ㅇ 원자 간 `결합길이`,`결합각`에 의해, 분자의 크기,모양(3 차원 기하학적 구조)이 결정됨
2. 분자 구조 모형 : 분자의 공유결합에 따른 이론 모형
ㅇ 편재 전자 모형 (Localized Electron Model)
* 특징 : 원자 오비탈(궤도함수) 개념을 사용 않고, 원자가 전자의 수 만으로 결합을 설명함
. 분자 내 원자들이, 편재된(특정 위치에 편중된) 전자쌍을 공유하며, 결합을 형성한다고 가정
- 루이스 구조 : 분자 모양은 나타내지 못하나, 원자간 결합차수 및 결합종류는 보여줌
. 원자가전자의 배치 구조(원자 간 결합의 수 및 종류)를 보여줌
.. 2차원 구조 및 분자식 정도는 설명 가능
- VSEPR 모형 : 분자 모양의 기하학적 구조를 보여줌
. 중심 원자 주위로, 전자쌍들 간의 반발을 최소화하도록, 3차원 분자 구조가 결정된다는 모형
. [참고] ☞ 분자 기하 구조 (선형 분자 구조, 평면 삼각형 구조, 사면체 구조 등) 참조
ㅇ 오비탈(궤도함수)에 의한 결합 모형
* 특징 : 양자역학을 기반으로, 오비탈 개념에 의해, 분자의 공유결합을 설명함
- 원자가 결합 이론 (VB 이론) : 정성적 분석에 유리
. 라이너스 폴링(Linus Pauling,1901~1984)에 의해 개발 발전된 이론
. 원자들의 오비탈 상호작용에 의해 분자 구조 모양을 설명
.. 한 원자의 오비탈과 또 다른 원자의 오비탈 사이의 겹침에 의해 결합 형성
. 또한, 혼성화와 공명 개념을 이용하여, 원자가 결합 이론을 더욱 확장시킴
.. 유기 화합물과 전이 금속 화합물의 결합과 구조를 설명하는 등
- 분자 궤도함수 이론 (MO 이론) : 정량적 분석에 유리
. 로버트 멀리컨(Robert S. Mulliken,1896~1986)에 의해 개발 발전된 이론
. 분자 전체 에너지 준위 및 그와 관련된 성질들을 설명
.. 분자 내 모든 전자가 결합에 관여하며,
.. 전자는 특정 결합이 아닌 분자 전체로 '비편재화된(delocalized)' 것으로 간주함
3. 분자의 물리적,화학적 거동 : 분자의 모양에 따라 달라짐
ㅇ 분자 모양으로부터,
- 분자 극성 정도를 알 수 있으면,
- 이것이 녹는점,끓는점,용해도,화학반응성 등 분자 거동을 결정하게 됨
ㅇ 측정
- 분자 내 원자 간 거리
. 전자선, X선, 중성자선의 회절
. 적외선 ~ 마이크로파 영역에서, 진동 및 회전 스펙트럼, 전자 띠스펙트럼에 따른
회전 구조의 해석
- 원자 간 결합 강도
. 적외선 흡수 스펙트럼, 라만 효과에 나타나는 분자의 진동 스펙트럼, 전자 띠스펙트럼의
진동 구조 해석 및 분자 생성열 측정 등