기하이성질체

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최초 생성일 2024.10.27
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"기하이성질체"에 대한 내용입니다.

목차

1. 배위화합물의 이해
1.1. 배위결합의 개념
1.2. 배위수에 따른 착물의 기하 구조
1.3. 결정장 이론과 d-오비탈 갈라짐

2. 기하이성질체의 합성 및 특성
2.1. cis-, trans-dichlorobis(ethylenediamine)cobalt(Ⅲ) chloride의 합성
2.2. 기하이성질체의 구별법
2.3. 기하이성질체와 광학이성질체
2.4. 기하이성질체의 쌍극자 모멘트 차이
2.5. 기하이성질체의 UV-vis 스펙트럼 비교
2.6. 기하이성질체 변환 방법

3. 기하이성질체의 색깔 차이 분석

4. 실험 결과 및 오차 분석

5. 참고 문헌

본문내용

1. 배위화합물의 이해
1.1. 배위결합의 개념

배위결합이란 한 화학종(루이스 염기, 주개원자)이 다른 화학종(루이스 산, 받개원자)에게 전자쌍을 일방적으로 제공하여 생성되는 결합이다. 루이스 산과 루이스 염기가 반응하여 루이스 첨가생성물을 생성할 때, 결합에 참여하는 공유 전자가 한 쪽의 원자에서 일방적으로 제공되면서 생기는 결합을 말한다. 배위 결합을 하는 루이스 첨가생성물을 배위 착화합물(착물)이라 하며 일반적으로 배위 중심이라 불리는 금속 원자나 이온과 주위에 리간드 혹은 착화제로 불리는 분자 또는 이온으로 이루어진다. 금속을 포함한 많은 화합물, 특히 전이 금속 화합물들은 배위 착화합물이며 배위 중심이 금속 원자인 착화합물을 금속 착화합물이라고도 한다. 결합 전자의 기원이 형성된 결합의 성질에 영향을 미치지 않는데, 예로 메틸 양이온과 염소 음이온으로부터 메틸 염화물이 형성되는 것이 배위 결합 범주에 포함되는 반면 메틸 라디칼과 염소 원자가 만나는 경로로 이루어진 결합은 명백히 다른 결합 방법이지만 결과적으로 같은 탄소-염소 결합이 생성된다.


1.2. 배위수에 따른 착물의 기하 구조

배위수에 따른 착물의 기하 구조는 다음과 같다.

리간드의 종류나 크기, 그리고 얀-텔러 효과(Jahn-Teller effect) 등의 전자 효과에 따라 다소 변형될 수 있지만, 일반적으로 가장 흔한 기하 구조 및 착물의 예는 다음과 같다.

배위수가 2인 경우에는 선형 구조이며, [Ag(NH3)2]+ 같은 착물이 이에 해당한다. 배위수가 3인 경우에는 삼각형 구조를 나타낸다.

배위수가 4인 경우에는 사각 평면형이거나 사면체형 구조를 가지는데, 전자의 경우 [PtCl4]2-와 같은 착물이, 후자의 경우 [CoCl4]-와 같은 착물이 대표적이다.

배위수가 5인 경우에는 삼각 쌍뿔이나 사각 피라미드 구조를 가진다.

배위수가 6인 경우가 가장 흔한 착이온의 형태이며, 팔면체형 구조를 가지는데, [Cr(H2O)6]3+가 대표적인 예이다.

이처럼 배위수에 따라 다양한 기하 구조를 갖는 착물이 존재하며, 중심 금속과 리간드의 성질에 따라 이들의 특성이 달라진다.


1.3. 결정장 이론과 d-오비탈 갈라짐

결정장 이론과 d-오비탈 갈라짐은 전이 금속과 리간드로 이루어진 배위 화합물의 결합을 설명하는 이론 중 하나이다. 결정장 이론은 금속과 리간드 사이의 상호작용을 양전하를 가지는 금속 이온과 리간드의 비공유 전자쌍에 의한 음전하 사이의 정전기적 인력으로 설명한다.

전이 금속 이온과 리간드 사이의 상호작용으로 인해 원래 겹쳐진 중심 금속의 5개의 d-오비탈이 에너지 변화를 나타내게 된다. 리간드가 중심 금속에 가까이 오면 리간드의 비공유 전자와 금속의 d-오비탈 간 상호작용이 달라져 d-오비탈의 에너지 상태가 깨어지게 되는데, 이를 d-오비탈 갈라짐이라고 한다.

d-오비탈 갈라짐은 금속 이온의 특성, 금속의 산화 상태, 리간드 배열, 리간드의 특성 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 가장 일반적인 착화합물 구조인 팔면체형의 경우, d-오비탈은 t2g와 eg의 두 에너지 셋트로 갈라지게 된다. t2g 오비탈은...


참고 자료

키랄성 이핵 및 고분자 니켈(Ⅱ) 배위화합물에 대한 합성 및 물성 연구 / 손효진 / 경북대학교 교육대학원
/ 2012 / 1p
結晶場 理論에 依한 Dichlorobis-(en)-cobalt(III)의 置換反應 機構에 關한 硏究 / 김자홍 / 경북대학교
대학원 / 1972 / 4~5P
네이버 지식백과-화학백과, 배위 결합
네이버 지식백과-화학백과, 착물
네이버 지식백과-화학백과, 결정장 이론

태그

#배위결합 #리간드 #d-오비탈 갈라짐 #기하이성질체 #cis-trans 이성질체 #전하 이동 전이 #UV-vis 스펙트럼 #금속 착화합물 #결정장 이론 #합성 실험

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