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앞 글에서 탄소의 3가지 주요 혼성화 유형의 혼성화 단계를 자세히 살펴보았다. 이 글에서는 혼성화 유형에 따라 어떤 공유 결합형태를 갖게 되는지 알아보고자 한다. 단일, 이중, 삼중 결합은 논리적으로 혼성화의 유형과 밀접한 관련이 있기 때문이다. 탄소는 공유 결합을 이루려 할 때, 몇 개의 결합 파트너와 결합할 것인가에 따라 자신의 2번째 껍질에 있는 s오비탈과 p 오비탈을 혼합하여 혼성 오비탈을 생성할 준비를 한다. 두 오비탈의 에너지 레벨을 동등하게 만든 후, 4개의 원자와 결합하려면 ‘sp3 혼성화’라는 과정으로 4개의 sp3 오비탈을 만들고, 3개의 원자와 결합할 때는 ‘sp2 혼성화’를 통해 3개의 sp2 오비탈을, 그리고 2개의 원자와 결합할 시에는 ‘sp 혼성화’ 방법으로 2개의 sp 혼성 ..

혼성 오비탈 이론(Hybrid Orbital Theory) 궤도(orbit)와 궤도(orbital)?궤도(orbit)란 말은 태양 주변을 일정하고 차분하게 돌고 있는 태양계를 떠올리게 한다. 한 때 전자들도 원자핵 주변을 일정한 궤도를 따라 돌고 있을 것으로 가정하였지만 이후 전자에 대한 연구가 진행되면서 전자가 가진 특이한 이중적 성격으로 전자를 일반적인 궤도라는 개념으로 규정할 수 없음이 밝혀졌다. 양자 역학의 발전과 함께 전자의 위치는 다만 전자가 있을 것으로 추축 되는 확률이 90% 이상인 공간을 함수로 계산하여 좌표에 나타내는 방식으로 발전해 왔다. 이것이 오비탈(orbital)의 개념이다. 존재할 확률이 높은 분포를 오비탈로 표현하고 그 구름 같은 공간 어디엔가 전자들이 있을 것으로 예상하는 ..

2. 세로방향: 족(group, 族) 앞에서 가로의 주기가 전자껍질에 개수에 따른 분류임을 보았고, 원자번호에서 알 수 있는 전자의 개수를 전자껍질과 오비탈에 채워나가는 순서를 아주아주 간단하게 살펴보았다. 그렇다면 세로방향은 무슨 공통적인 성격으로 묶어놓은 것일까? 원자가 최외각 전자(原子價電子) 수에 의한 것이다. 전자를 차례로 채워나갔을 때 마지막 제일 바깥 껍질에 있는 전자로서 화학반응에 직접 참여하는 전자를 원자가 전자라고 한다. 예를 들어 원자번호가 8인 산소는 첫 번째 껍질(K껍질; 1s2)에 2개, 두 번째 껍질(L껍질; 2s2, 2px2, 2py1 spz1)에 6개 총 8개를 채웠다. (주 1] 물론 이 규칙도 예외가 있다.) 이때 최외각껍질은 L껍질은 총 6개로서 원자가 전자가 6개이다..

앞글에 이어...1. 가로방향: 주기(period, 週期 )주기율표의 가로, 즉 주기(period)는 전자껍질에 대한 것이다. 영어로는 electron shells라고 한다. 이 전자껍질들은 각각 특정 에너지 레벨을 가진다. 중앙의 원자핵과 가까울수록 에너지 레벨은 낮고 따라서 안정적이고 반응성이 약하다. 안쪽 껍질에 있는 전자들은 원자핵에 강하게 끌려있어 다른 원자와의 결합과 같은 활동에는 관여 하지 않는다. 아주 바깥쪽의 껍질, 에너지 레벨이 높고 반응성이 높은 전자들이 바깥세상의 다른 원자를 힐끗힐끗 두리번거리며 전자 교환을 꾀한다. 원자핵으로 부터 먼 껍질은 그만큼 반지름이 크고 공간이 커지므로 에너지가 높다. 그래서 원자핵으로부터의 일탈(?)도 가능하지 않겠는가. (교실에 맨 뒷줄에서 선생님의 ..

처음으로 돌아가 원자부터 다시 공부하자. 인체와 관련된 공부를 하다 보면 맞부딪히는 벽이 있다. 화학이다. 그것도 기초 화학. 중고등학교 때 문과라는 이유로 그토록 박대했던 이들이 결국은 나를 반격한다. 이것이 바로 카르마인가. 기초적인 화학 지식이 없이 유기물이나 생물을 이해한다는 것은 불가능한 것 같다. 물론 어느 선까지의 이해를 목적으로 하는 가에 따라 다르겠지만 분명히 한계를 느끼게 된다. 그런 순간들이 많이 있다. 뭔가 하나가 잘 이해가 안 가거나 납득이 안되면 진도를 못 나가는 앞이 꽉 막힌 나 같은 사람은 그 답답함을 이길 수가 없다. 대체 왜? 이건 또 머지?? 언젠가는 내가 그 바닥까지 끝까지 함 가볼 테다라는 오기가 생길 때도 있고... 건강 관련 글들을 읽을 때마다, 내 반려동물 이름..