대학화학42 [고급화학] 반데르발스 힘 & 파울리 배타원리에 대한 엄밀한 분석 (Feat. 해밀토니안) 반데르발스 힘은 비활성 기체로부터 시작합니다. 비활성 기체를 보시면 최외각 전자가 모두 채워져있어서 전자를 내주거나 얻으려는 것 없이 구 대칭 형태로 결합한 모습을 띠고 있습니다. 그러나, 이러한 비활성 기체들 내에서도 당연히 원자핵 내에 있는 +전하와 그 주위를 돌고 있는 -전하들의 상호작용에 의해 쌍극자 모멘트 힘이 발생하곤 합니다. 이 힘이 이제 전기적 상호작용을 일으키게 되는데 이것을 우리는 반데르발스 힘 (런던힘)이라고 부릅니다. 간단히 1차원적인 조화 진동자를 설명하기 위해 원자핵에 있는 +전하와 그 주위를 돌고 있는 -전하가 아래와 같은 그림으로 존재한다고 가정합시다. +전하를 중심으로 전자 구름 내에 위치한 -전자들을 하나의 축 상에 존재하도록 1차원 형태로 표현했습니다. 이제 우리는 에너.. 2020. 5. 11. [분자 간의 힘] 결합 에너지와 이온화 에너지 / 반데르발스 결합 (Van der Waals Bonding) & 공유결합과 이온결합 및 금속결합 ▶ 결합 에너지 (Choesive Energy) - Crystal Bonding 수많은 결합을 통해 이루어집니다. 먼저 기초적인 개념들부터 잡는 시간을 가지겠습니다. 결합 에너지는 U로 표현하고 다음과 같은 수식을 가집니다. '자유전자가 갖는 에너지 - Crystal Energy(결정질을 형성시키는 힘)' = 결합 에너지 보통 자유전자가 갖는 에너지가 크리스탈 에너지보다 큽니다. 그래야만 하거든요. 크리스탈 에너지가 더 크면 지금의 지구가 아니게 됩니다. 아무튼 안정된 고체상이 되기 위해서는 결합 에너지는 항상 양수여야 합니다. 이는 일반화학1을 배울 때, 그저 막연히 아~ 그렇구나. 하고 넘어갔을 겁니다. 대충 자성체의 경우는 1~10eV의 결합 에너지 / 비활성 기체의 경우는 0.02~0.2eV의 결.. 2020. 4. 4. [화학결합2] 극성분자 & 공유결합과 오비탈 겹침 & 혼성오비탈 저번 시간에 제가 VSEPR 이론에 대해 그림과 함께 대략적으로 알려드렸었습니다. 이번에는 분자의 결합이 극성인지 무극성인지 판단하는 방법을 알려드리려 합니다. 1) 무극성인 경우 - 전기음성도의 차이가 0에 가까워야함. (그냥 0이여야 한다고 생각하세요) - 대칭 구조를 이루어야 함. 위 2가지 조건이 동시에 만족해야 합니다. HCl을 예시로 들어봅시다. 얘는 선형으로 대칭구조를 이루지만 전기음성도 차이가 0이 아닙니다. 따라서 극성입니다. 무극성의 예로는 CH4라던가, N2 같은 동종핵 이원자가 있습니다. 2) 극성인 경우 - 위 조건 중 하나라도 위배되거나 둘다 위배되면 전부 극성결합입니다. 공유결합은 제가 말했듯이 원자들이 결합할 때 안정성을 추구하기 위해 전자를 공유하며 결합하는 형태를 말합니다.. 2019. 12. 6. [전기화학] 네른스트 식 (Nernst Equation) & 깁스 프리에너지와의 상관관계 전기화학의 메인 공식입니다. 먼저 깁스프리 에너지와 기전력과의 상관관계를 알아보도록 합시다. 위 공식을 봅시다. 왼쪽은 오랜만에 등장하는 표준 상태에서의 깁스 프리에너지입니다. 오른쪽 변에 있는 것은 n과 F, 그리고 표준 환원 전위네요! n은 우리가 바로 이전 글에서 표준환원 전위표를 볼 때, 전자의 이동을 포함한 많은 화학 반응식들을 봤을 겁니다. n은 바로 전자의 이동개수를 의미합니다. 이전에 예로 들었던 구리-아연 전지를 보시면 전자는 2개 이동합니다. 즉, 여기서 n은 2가 됩니다. 다음은 F를 봅시다. F는 패러데이 상수를 의미합니다. 값은 96485C/mol 를 의미합니다. 외워두시는게 좋습니다. 다만 편입시험에서는 계산기가 허용 불가하므로 계산하기 편한 96500으로 주어지던가 할겁니다. .. 2019. 12. 5. [전기화학] 볼타 전지 or 갈바니 전지 (Galvanic cell , Voltaic cell) & 표준환원전위 표 전기화학의 시작입니다. 교재에 따라 볼타 전지 혹은 갈바니 전지라고 불립니다. 저는 볼타 전지라고 부르겠습니다. 글자수가 더 짧으니까요 ㅎㅎ 이는 상대적인 산화&환원 세기를 이용하여 기전력을 얻고자 하는 방식에서 구현된 전지입니다. 기전력이 뭔가요? 연세대 편준생이라면 당연히! 물리도 하셨겠죠? 전위차라고 봐야겠죠? 전위차의 정의가 정확히 뭐죠? 전기적 포텐셜 에너지의 차이를 의미합니다. 즉, 위치에너지를 이용하여 전압을 얻어낸 것입니다. 가장 대표적인 구리-아연 볼타 전지입니다. 설명 해드리겠습니다. 아연전극을 보세요. 전자가 구리전극쪽으로 이동하는게 보이시죠? 즉, 아연은 현재 산화되고 있다는 의미입니다. 그렇기 때문에 Zn은 (Zn^2+ + 2e^-)로 변하게 되죠. 그러면 구리는 환원되는 애겠죠?.. 2019. 12. 5. [화학결합2] VSEPR 모형 이론 (원자가 껍질 전자쌍 반발 모형 이론) 제대로된 화학결합의 시작입니다. 루이스 구조가 화학결합 구조를 2차원적으로 표현하는 방법이였다면 VSEPR은 3차원적으로 표현하는 방법입니다. VSEPR을 표현하는 방법은 2가지가 있습니다. 첫째. 전자 영역으로 판단 - 전자 영역이란? 공유전자와 비공유전자 모두를 포함하는 것으로 전자가 존재하는 모든 영역을 의미한다고 볼 수 있습니다. 암모니아 생각해보세요. NH3의 루이스 구조 그려보면 질소에 비공유전자쌍 1개있죠? 이것까지 포함해서 3차원적으로 표현하면 암모니아는 '사면체' 구조를 보입니다. 둘째. 분자 기하 구조로 판단 - 얘는 비공유전자는 생각안합니다. 그래서 암모니아의 분자 기하 구조는 전자 영역으로 판단할 때와 달리 '삼각뿔' 모형을 하게 됩니다. 요약된 그림을 한번 봅시다. 삼각쌍뿔 (전자.. 2019. 12. 1. 이전 1 2 3 4 ··· 7 다음
