암모니아와 물 중 어느 쪽이 더 강한 염기인지를 분자의 구조와 전자쌍의 안정성 측면에서 어떻게 설명 가능한가요?

Question

안녕하세요. 암모니아와 물은 둘 다 비공유 전자쌍을 가지고 있어서 양성자와 결합을 형성할 수 있는데요, 이때 암모니아와 물 중 어느 쪽이 더 강한 염기인지를 분자의 구조와 전자쌍의 안정성 측면에서 어떻게 설명 가능한가요?

Answer 1

안녕하세요. 질문해주신 것처럼 암모니아(NH₃)와 물(H₂O)를 비교할 때 어느 쪽이 더 강한 염기인지를 보려면, 각각이 양성자(H⁺)를 받아들이는 능력과 그 과정에서 생기는 양전하를 띤 종의 안정성을 고려해보면 되는데요, 우선 암모니아는 루이스 염기의 입장에서 질소 원자가 비공유 전자쌍을 가지고 있어 H⁺를 받아들일 수 있습니다. 이때 생성되는 종은 암모늄 이온(NH₄⁺)인데, 질소는 전기음성도가 3.5인 산소보다 낮은 3.0이며, 원자 반지름이 상대적으로 크기 때문에 비공유 전자쌍이 산소에 비해 덜 강하게 잡혀 있습니다. 따라서 이 전자쌍은 더 쉽게 제공될 수 있고, 결과적으로 암모니아는 물보다 강한 염기로 작용하게 되는 것입니다. 감사합니다.