화학결합의 종류와 특징(공유결합, 이온결합, 배위결합, 금속결합)
화학결합이란?
화학결합은 서로 다른 원자 또는 원소 간 '원자가 전자'가 관여하여 이루어지는 결합을 말합니다. 원자가 전자는 전자의 이동 또는 전자의 공유에 의해서 이루어지기 때문에, 수소결합, 분산력 등과 같은 분자 간 힘에 비해 결합력이 훨씬 강합니다.
공유결합
1) 공유결합이란
이온화에너지와 전자친화도가 모두 큰 '비금속 원소'간 결합 시 두 원자가 전자를 가지고 있는 채로 원자가 전자를 한 개 씩 내놓아 전자쌍을 이루고, 그 전자쌍을 공유하는 결합을 말합니다. 이는 두 원자 사이에 잡아당기는 힘(인력)과 밀어내는 힘(반발력)이 균형을 이룰 때 생성됩니다.
2) 공유결합물질은 분자 형태의 결정가 원자형태의 결정으로 분류합니다.
분자결정 : 분자들이 분자사이에 작용하는 인력에 의해 규칙적으로 배열되어 이룬 결정이며, 분자 간에는 약한 분산력 등에 의해서만 인력이 작용하므로 녹는점, 끓는점, 기계적 강도가 낮습니다.
ex) CO₂(이산화탄소), H₂O(물)
원자결정 : 물질을 구성하고 있는 모든 원자가 광범위한 구간에 걸쳐 공유결합을 형성하여 결정이 매우 단단하고 녹는점도 매우 높습니다.
ex) C(다이아몬드), SiO₂(석영)
3) 공유결합의 특징은
- 분자 내 원자 간의 강한 결합
- 전기적으로 중성(전류가 흐르지 않음)
- 녹는점, 끓는점이 낮음(분자결정의 경우에 국한)
- 물에 잘 녹지 않음(예외 : 설탕, 포도당, 암모니아 등)
4) 공유결합의 종류는
크게 단일결합, 이중결합, 삼중결합이 있습니다.(사중 결합 등 더 다양한 형태가 있다고 하지만, 여기서는 다루지 않겠습니다.)
| 구분 | 분류 | 결합길이 | 결합세기 |
| 단일결합 | 두 원자가 전자쌍 1개 공유 | 단일결합>이중결합>삼중결합 | 삼중결합>이중결합>단일결합 |
| 이중결합 | 두 원자가 전자쌍 2개 공유 | ||
| 삼중결합 | 두 원자가 전자쌍 3개 공유 |
이온결합
1) 이온결합이란
양이온과 음이온 간의 정전기적인 인력에 의한 결합으로 금속(전자를 잃고 양이온이 되기 쉬운 원소)와 비금속(전자를 얻어 음이온이 되기 쉬운 원소) 간의 결합입니다. 공유 결합으로 만들어진 물질을 분자로 분류하기 때문에 이온결합 물질은 분자로 칭하지 않습니다.
2) 이온결합의 특징은
- 이온들 사이에는 강한 정전기적 인력이 형성되어 있음
- 상온에서 고체상태이며, 단단하지만 충격에 의해 잘 부스러짐
- 녹는점 및 끓는점이 높음
- 고체 상태일 때는 전류가 흐르지 않지만, 액상에서는 전류가 흐름(전기전도성)
- 물에 잘 녹음
배위결합
배위결합이란 한 원자가 다른 원자에게 '비공유 전자쌍'을 제공하고 이 전자쌍을 두 원자간에 공유하는 결합입니다.
금속결합
1) 금속결합이란
금속 원자핵과 자유 전자 간의 정전기적인 인력에 의해 금속 원자간에 형성하는 결합을 말하며, 금속 원자의 반지름이 작을수록, 자유전자 수가 많을 수록 결합력이 셉니다.
2) 금속결합의 특징은 자유전자 때문에 나타납니다.
- 고체 및 액상에서 모두 전기전도성이 큼(자유전자가 금속 결정 전체에 속해있기 때문)
- 열전도성이 큼(큰 에너지를 받은 경우 자유전자가 빠르게 낮은 에너지 쪽으로 이동할 수 있기 때문)
- 광택을 보임(금속의 표면이 가시광선의 모든 빛을 반사하기 때문)
- 높은 녹는점(자유 전자가 금속 양이온과 정전기적인 인력으로 결합하고 있어 분자결정보다 녹는점이 높음)
각 화학결합별 차이와 특징을 명확히 구분할 수 있어야 하므로 O,X 문제등을 직접 만들어보며 암기하면 좋을것입니다.