학문

수소결합은 왜 수소힘이라 안하고 "결합"이라 하나요?

안녕하세요 고등학교 2학년입니다!

분자 사이에 작용하는 힘을 배웠는데요, 나머지는 ~~힘 이런식으로 표현하는데 왜 수소결합은 "결합"이라 이름을 지었나요?

물을 예시로 들었을때, 물의 공유결합과 수소결합 길이 차이가 많이 없는 걸로 알고 있습니다. 그러면 수소결합은 전자가 관여를 해서 단단한 힘을 형성하기 때문에 "결합"이라고 명명하였을까요..?

영어로도 Hydrogen 'Bond' 라고 되어있던데, 수소결합에 숨은 특별함이 있는걸까요?

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    질문하신 추측이 정확히 맞습니다. 수소 결합에 결합이라는 단어가 붙은 이유는 단순한 정전기적 힘을 넘어 전자쌍의 관여와 명확한 방향성 등 실제 화학 결합 특성을 갖고 있기 때문입니다. ​일반적인 분자 간 힘과 달리 수소 결합에 결합이라는 이름이 붙는 주요 이유에 대해 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

    일반적인 분자 간 힘은 단순히 (+) 전하와 (-) 전하가 서로 끌어당기는 순수 정전기적 인력이지만 수소 결합은 전기음성도가 매우 큰 원자(F, O, N)의 비공유 전자쌍이 수소 원자의 빈 오비탈 영역과 부분적으로 겹치면서 전자가 관여하는 성질을 띱니다. 또한, 분산력이나 일반 쌍극자 힘은 자석처럼 방향에 상관없이 사방으로 끌어당깁니다. 반면 수소 결합은 배열이 180°에 가까운 직선 형태를 이룰 때 가장 강해지는 방향성을 가집니다. 이는 오비탈이 특정 방향으로 겹쳐야 형성되는 공유 결합의 특징과 같으며 원자 간 거리가 일반 분자 간 힘의 거리보다 훨씬 가깝습니다.

    라이너스 폴링을 비롯한 초기 현대 화학자들도 이 인력이 단순한 분자 간 힘이라기엔 지나치게 단단하고, 방향성이 존재하며, 전자가 오가는 특성이 있음을 밝혀내어 Hydrogen Bond(수소 결합)라는 이름을 붙였습니다.

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