수소결합

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수소결합은 비공유적 상호작용의 또 다른 중요한 형태로 정전기에 의한 쌍극자-쌍극자 상호작용의 특수한 경우라 할 수 있다. 수소가 산소, 질소 또는 불소와 같은 전기 음성적 원자와 공유적으로 결합할 때 극성결합이 되도록 부분적인 양전하를 가지게 된다. 이 부분적인 양전하는 다른 전기음성적 원자의 분할되지 않는 전자쌍과 상호작용할 수 있으며 세 원자는 모두 직선에 놓이고 수소결합을 형성한다. 이 배열은 수소에서 부분적 양전하가 가장 크게 되도록 하며 필연적으로 다른 전기 음성적 원자의 분할되지 않는 전자쌍과의 상호작용이 가장 강하게 되도록 한다. 수소가 공유적으로 결합하고 있는 전기음성적 원자를 수소결합 공여체라 하고 상호작용에서 분할되지 않는 전자쌍에 기여하는 전기음성적 원자를 수소결합 수용체라 하며 수소는 수용체에 공유적으로 결합되지 않는다.
HF, H2O 그리고 NH3에서의 수소결합 상태를 알아보자. 물은 각 분자가 많은 수소결합을 형성할 수 있는 최적의 상태로 존재하는 것으로 그림 2.3에 나타나 있다. 물은 수소결합에 참여하는 2개의 수소를 가지며 다른 물 분자가 수소결합 할 수 있는 산소에 분할되지 않는 전자쌍이 2개 있다. 각 물 분자는 2개는 공여체로, 2개는 수용체로 4개의 수소결합을 만들 수 있다. 불화수소는 공여체로써 수소결합에 들어가는 단 하나의 수소만 가지지만 다른 수소와 결합될 수 있는 불소에 3개의 분할되지 않는 전자쌍을 가진다.

참고자료

· http://www.shingu.ac.kr/~dolchoi/lc-bc/bc2-1.html