물의 분자는 왜 극성을 띠나요 어떤 이유 때문인거죠?

Question

화학 시간에 물이 극성 분자라고 배우는데, 산소와 수소가 결합했는데 왜 전하가 한쪽으로 치우치는 성질을 갖게 되는 건지, 분자 모양과 어떤 관련이 있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

물 분자는 두 개의 수소가 산소와 전자쌍을 공유하는 공유 결합을 하고 있으며, 또한, 두 개의 비공유 전자쌍을 가지고 있는 굽은 분자 모양을 이루고 있습니다. 먼저, 산소는 수소보다 공유 전자를 끌어당기는 힘인 전기 음성도가 훨씬 강하기 때문에 두 원자가 공유한 전자가 산소 쪽으로 쏠리면서, 산소는 부분적인 음전하(-)를 띠고 수소는 부분적인 양전하(+)를 띠게 됩니다.

만약 물 분자가 직선 모양이었다면 이 전하의 치우침이 양쪽에서 상쇄되어 전하를 띠지 않는 무극성이 되었겠지만 산소 원자가 가진 비공유 전자쌍들이 수소와의 결합선을 강하게 밀어내면서 물 분자는 약 104.5도로 꺾인 굽은형 구조를 형성하게 되는 것입니다. 이 비대칭적인 구조 때문에 전하의 치우침이 상쇄되지 않고 그대로 유지되어, 분자 전체가 극성을 띠게 됩니다.