공유결합시, 왜 전기 음성도가 큰 쪽이 부분적인 음전하를 띠는 건가요?

Question

안녕하세요 하얀도화지 입니다.

공유결합 극성 관련해서 문의 드립니다.

왜 전기 음성도가 큰 쪽이 부분적인 음전하를 띠는 건가요?

Answer 1

안녕하세요.

공유결합에서 전기 음성도가 큰 원소가 부분적인 음전하를 띠는 이유에 대해 설명드리겠습니다. 이 현상은 주로 전기 음성도(electronegativity)의 차이에서 비롯됩니다. 전기 음성도는 원소가 공유 결합을 형성할 때 결합 전자쌍을 자기 쪽으로 끌어당기려는 능력을 수치로 나타낸 것입니다.
공유결합이 형성될 때, 두 원소가 전자쌍을 공유하게 됩니다. 만약 두 원소의 전기 음성도가 동일하다면, 전자쌍은 두 원소 사이에서 대체로 균등하게 분포됩니다. 그러나 전기 음성도가 서로 다른 두 원소가 결합할 경우, 전기 음성도가 더 높은 원소는 더 강한 힘으로 전자쌍을 자신 쪽으로 끌어당깁니다. 이로 인해 전기 음성도가 더 높은 원소 쪽에서 전자밀도가 상대적으로 높아지며, 이 원소는 부분 음전하(δ-)를 띠게 됩니다. 반대로 전기 음성도가 낮은 원소는 전자쌍에서 멀어지게 되어 부분 양전하(δ+)를 띠게 됩니다.

이런 현상은 결합 전자쌍이 양 원소 중 한쪽에 더 치우쳐 있을 때 나타나는 극성(polarity)을 만들어냅니다. 이 극성으로 인해 분자는 다른 분자들과의 상호작용에서 다양한 물리적 및 화학적 성질을 보이게 됩니다. 예를 들어, 물 분자(H₂O)는 산소 원자가 더 높은 전기 음성도를 가지고 있어 수소 원자보다 전자쌍을 강하게 끌어당기고, 결과적으로 산소 원자가 부분 음전하를, 수소 원자가 부분 양전하를 띠게 됩니다. 이 극성은 물이 우수한 용매가 되는 원인 중 하나입니다.

전기 음성도의 차이가 클수록 극성도 강해지고, 이는 분자의 화학적 성질과 반응성에 중대한 영향을 미치는 중요한 요소가 됩니다. 따라서 전기 음성도는 분자 구조를 이해하고 예측하는 데 매우 중요한 개념입니다.