학문
폴링의 전기 중성 원리의 장점은 무엇인가요?
안녕하세요. 화학 구조를 표현할 때 일반적인 루이스 구조식을 나타낼 때 옥탯규칙을 만족하도록 그리는 데 그렇다면 폴링의 전기 중성 원리는 무엇을 염두해 두고 그리는 것인지 궁금합니다.
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안녕하세요.
폴링의 전기 중성 원리는 루이스 구조나 분자의 전자 분포를 예측할 때 중요한 보조 기준으로 사용되는 개념인데요, 루이스 구조를 그릴 때에는 옥텟 규칙, 각 원자가 8전자를 채우려는 경향을 기준으로 전자쌍을 배치합니다. 그러나 옥텟 규칙만으로는 가능한 여러 구조 중 어떤 것이 실제로 더 안정한지 구분하기 어렵습니다. 예를 들어, 질산이온(NO₃⁻)이나 황산이온(SO₄²⁻)처럼 공명 구조를 가질 수 있는 경우, 여러 형태가 옥텟을 만족하지만 실제로는 한 구조만이 주된 기여를 합니다. 이때 폴링의 전기 중성 원리를 적용하면, 각 원자의 형식 전하가 0에 가깝고, 전기음성도가 높은 원자에 음전하가, 낮은 원자에 양전하가 배치된 구조가 더 안정하다고 판단할 수 있습니다.
또한 전하가 과도하게 분리된 구조는 정전기적 반발 때문에 에너지가 높은데요, 폴링의 원리는 이러한 불안정 구조를 배제하고, 실재 분자의 에너지 최소화 방향과 일치하는 구조를 선택하게 합니다. 게다가 여러 공명 구조 중 어떤 형태가 주된 기여자인지를 판단할 때, 전기 중성 원리를 이용하면 부분 전하 분포가 균일하고 안정한 형태를 예측할 수 있습니다. 감사합니다.