화학 고2 물질의 구조와 성질

전기음성도

결합한 원자가 공유 전자쌍을 끌어당기는 상대적 능력으로, 주기율표에서 주기적 경향을 나타낸다.

결합을 이룬 원자가 공유 전자쌍을 자기 쪽으로 끌어당기는 상대적인 능력을 수로 나타낸 값입니다.

줄다리기의 '힘 등급'입니다. 혼자 있을 때는 아무 의미가 없고, 상대와 줄(공유 전자쌍)을 맞잡은 순간에만 누가 더 세게 당기는지가 드러납니다.

쉽게 말하면

주기적 성질에서 원자 반지름과 유효 핵전하가 주기율표를 따라 규칙적으로 변한다는 것을 봤습니다. 전기음성도는 그 두 가지가 합쳐진 결과입니다. 핵전하가 크고 원자가 작을수록 공유 전자쌍을 가까이서 세게 당길 수 있습니다.

그래서 경향이 단순합니다. 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 커지고, 같은 족에서 아래로 갈수록 작아집니다. 오른쪽 위 구석의 플루오린이 가장 크고(약 4.0), 왼쪽 아래로 갈수록 작아집니다. 비활성 기체는 보통 결합을 하지 않으므로 값을 매기지 않습니다.

전기음성도가 하는 일은 결합의 성격을 결정하는 것입니다. 두 원자의 전기음성도 차이가

- 0이면 전자쌍이 정확히 가운데 — 무극성 공유 결합( $H_{2}$ , $C l_{2}$ )
- 어느 정도 있으면 한쪽으로 치우침 — 결합의 극성( $H - Cl$ )
- 매우 크면 전자가 사실상 넘어감 — 이온 결합에 가까워짐( $NaCl$ )

이 세 가지는 서로 다른 종류의 결합이 아니라 하나의 연속선 위에 있는 눈금입니다. 전기음성도 차이가 그 눈금을 읽는 자입니다.

한 가지 주의할 점이 있습니다. 전기음성도는 실험으로 직접 잰 에너지가 아니라 여러 자료로부터 매긴 상대적인 척도입니다. 그래서 단위가 없습니다.

예시 1

같은 수소 결합인데 성격이 다른 이유

$H - H$ 는 두 원자의 전기음성도가 같아 전자쌍이 정확히 가운데 있습니다(무극성). $H - F$ 는 플루오린이 훨씬 세게 당겨 전자쌍이 플루오린 쪽에 크게 치우칩니다. 같은 수소 원자인데도 결합 상대에 따라 전혀 다른 결합이 됩니다.
예시 2

주기율표 위에서의 방향

왼쪽 아래(세슘·프랑슘 쪽)에서 오른쪽 위(플루오린 쪽)를 향하는 대각선 방향으로 전기음성도가 커집니다. 금속은 작고 비금속은 큽니다. 그래서 '금속 + 비금속'은 차이가 커서 이온 결합, '비금속 + 비금속'은 차이가 작아서 공유 결합이 됩니다.
예시 3

$C O_{2}$ 와 $H_{2} O$ 의 부분 전하

산소는 탄소보다도, 수소보다도 전기음성도가 큽니다. 그래서 두 분자 모두에서 산소 쪽이 $δ -$ , 상대편이 $δ +$ 가 됩니다. 그런데 물은 극성 분자고 이산화 탄소는 무극성 분자입니다 — 결합의 극성만으로는 분자의 극성이 결정되지 않는다는 뜻입니다.