고급화학 (19) 썸네일형 리스트형 데이비슨-거머 실험 (Davisson-Germer Experiment) 데이비슨-거머 실험 (Davisson-Germer Experiment) 너는 좋은 사람이야? 아니면 나쁜 사람이야? 1927년 미국 물리학자인 클린턴 데이비슨(Clinton J. Davisson, 1881-1958)과 레스터 거머(Lester H. Germer, 1896-1971)는 루이 드 브로이가 제안한 입자-파동 이중성을 확인하는 실험을 실시했다. 이들의 실험은 '파동(wave)'과 '입자(particle)' 개념이 자연에서 발견되는 어떤 대상을 보다 잘 설명하기 위해 도입된 이상적인 모델(모형) 일뿐이며, 자연의 실체는 '입자' 또는 '파동' 중 하나로 명확하게 구분될 수 없음을 보여주었다. 광자, 전자, 원자들까지도 파동성과 입자성을 동시에 갖고, 이러한 입자-파동 이중성이 자연의 본래 모습이라.. NH3와 NF3의 결합각 (feat. 벤트의 규칙) NH3와 NF3의 결합각 (feat. 벤트의 규칙) VSEPR, 혼성 오비탈 이론로 막힌 분자 구조 설명은 Bent's Rule로 뚫어드립니다. 0. 들어가기 VSEPR 이론은 중심 원자의 혼성 오비탈 이론과 함께 사용되면, 분자 구조를 설명하는데 매우 유용하다. 하지만 몇몇 사례를 온전히 설명하기에는 부족한 부분이 있으며, 이는 벤트가 제안한 경험 규칙을 통해 보완될 수 있다. 우리는 지난 글(298)을 통해 벤트의 규칙에 대해 알아보았다. “중심 원자 오비탈의 s-성분은 전기양성적인 치환체를 향한다.” [이전 글] 벤트의 규칙(298) https://stachemi.tistory.com/298 벤트의 규칙 (Bent's Rule) [관련 글] 282. 원자가 껍질 전자쌍 반발 이론 : https://.. 반응의 자발성과 자유에너지 1. 저절로 일어나는 반응 기체는 진공 쪽으로 팽창하지만, 이미 퍼져나간 기체가 저절로 한쪽 방향으로 모여 압축되지는 않는다. 물에 풀어놓은 잉크 한 방울이 점차 퍼져나가는 것은 자연스럽지만, 퍼져나간 잉크들이 재차 한 지점에 모이는 것은 부자연스럽다. 뜨거운 물체와 차가운 물체가 접촉했을 때, 뜨거운 물체에서 차가운 물체 쪽으로 열이 이동하는 것은 자연스럽지만, 반대 방향으로 열이 이동해 뜨거운 물체는 더 뜨거워지고 찬 물체는 더욱 차가워지는 일은 일어나지 않는다. 이러한 몇 가지 예들을 살펴보면, 우리 주위 저절로 일어나는 반응들에는 방향성이 있다는 생각을 하게끔 한다. 반응 전보다 반응 후에 에너지(엔탈피)가 낮아지는 반응들은 주위에 열을 내어놓고, 자발적으로 일어나는 경우가 많다. 하지만, 주위로.. 추출과 분배계수 추출과 분배 계수 | Extraction & Partition coefficient 0. 들어가기 그라인더를 빙글빙글 돌리며, 원두를 간다. 드리퍼에 여과지를 놓고, 그 위에 원두 가루를 옮겨 담는다. 전기포트를 이용하여 물을 끓이고 드립 포트에 옮긴다. 원두 가루에 물을 조금씩 조금씩 부어가며 커피를 내린다. 이렇게 내린 커피 속 카페인이 나의 하루를 지탱해 준다. 오늘따라 왜 이렇게 피곤하지?라는 생각이 들면, 그날은 아침에 여지없이 커피를 마시지 않았다. 아침마다 챙겨마시는 커피에는 다수의 알칼로이드(alkaloid) 성분들이 있다. 알칼로이드는 식물에 포함된 대사물질로, 식물들이 자신을 보호하기 위한 목적으로 만들어낸다. 그 종류가 매우 다양하데, 분자 내 질소를 가지고 있으며 대체로 약한 염기성.. 입체수 5인 분자의 구조 선택성 [관련 글] 282. 원자가껍질 전자쌍 이론 (VSEPR) 원자가 껍질 전자쌍 반발 이론 (VSEPR Theory) 원자가 껍질 전자쌍 반발 이론 Valence Shell Electron-Pair Repulsion Theory 0. 들어가기 칠판에 제목을 쓰는데 한참이다. "원자가 껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 이론". 그리고 최대한 꼬불랑 거리며, 영어로 한번 stachemi.tistory.com 입체수 5인 분자의 구조 선택성 0. 들어가기 원자가껍질전자쌍반발(VSEPR) 이론은 중심 원자의 입체수를 바탕으로 분자의 공간상 배치(입체 구조)를 알려준다. 고등학교 교육과정에서 다루는 화합물 대부분은 중심 원자가 2주기에 해당하고, 이경우 가질 수 있는 최대 전자수는 8(옥텟규칙)이기에 한계 입체수 또한.. 오스트발트 희석률 (Ostwald dilution law) 오스트발트 희석률 | Ostwald dilution law 0. 들어가기 오스트발트 희석률은 독일의 화학자 빌헬름 오스트발트(Friedrich Wilhelm Ostwald, 1853-1932)가 1888년 제안한 것으로 약산의 이온화 상수(Ka)와 약산의 이온화도 사이 관계를 나타낸 법칙을 말한다. (사실, 산-염기에만 국한된 것이 아닌, 수용액에서 해리되는 전해질들의 해리 상수 Kd 와 초기 농도 c0 , 전해질의 해리도(해리 분율) α 사이 관계에 대한 것이다.) 1. 유도하기 약산(약전해질)은 수용액에서 일부 해리되어 다음과 같은 평형 상태에 도달한다. 약산의 초기 농도를 c0, 약산의 이온화도를 α 라고 한다면, 약산은 이온화도의 비율만큼 해리되며, 해리된 약산의 농도는 c0*α 로 나타낼 수 있.. 약산의 pH 구하기 약산의 pH 구하기 1. 산의 세기 이온화도(해리도)는 절대적 강산과 약산을 구분하는 척도가 된다. 이온화도는 산(HA)의 해리 분율에 관한 것으로 0 ~ 1 사이 값을 갖는다. 이온화도가 크다(1에 가깝다)는 것은 산 대부분 해리되어 수소 이온(H+)과 짝염기 이온(A-)으로 따로 존재하려는 경향이 크다는 뜻이기도 하다. 수용액에서 거의 대부분 해리되어 이온 상태로 존재하는 산을 '강산(strong acid)'이라 하며, 대부분이 그대로 원래의 형태로 존재하고, 일부만 해리되는 산을 '약산(weak acid)'이라 한다. HCl은 강산, CH3COOH는 약산으로 분류된다. 두 산의 해리 전후 상대적 개수에 대한 모형은 다음과 같다. 2. 산 이온화 상수 산의 이온화 상수, 또는 산 해리 상수라고 한다... 공명 구조와 관련된 대표적인 오개념들 공명 구조와 관련된 대표적인 오개념들 1. 공명 구조 (resonance structure) 화학에서 공명(resonance)은 라이너스 폴링(Linus Pauling, 1901-1994)이 비편재화된 전자들을 루이스 구조식(편재화된 분자 모형)에 적용하기 위해 제안한 개념을 말하는 것이 일반적이다. 폴링은 공명을 통해 벤젠(C6H6)의 특별한 평면 구조를 설명했다. 종이 위에 표현된 루이스 구조식은 화합물의 구조를 2차원적으로 알려줄 뿐, 실제 구조를 대변하지는 못한다. 탄산 이온(CO32-)을 예로 들어보자. 탄산 이온은 중심 탄소와 세 개의 산소 원자가 결합한 평면 구조이다. 루이스 구조 상으로는 하나의 C=O 이중 결합과 두 개의 C-O 단일 결합을 갖는 것처럼 보이는데, 만약 이 구조식이 실제 .. 혼성 오비탈 : 분자의 결합과 구조를 설명하는 효과적인 방법 * 본문은 고등학교 고급화학 수준에서 작성되었습니다. 원자가 결합 이론(VBT) 관점에서의 파동함수 중첩과 혼성 오비탈 종류에 따른 세부적인 기하 구조 차이에 대한 내용은 담고 있지 않습니다. 사전에 참고하시기 바랍니다. 혼성 오비탈 | hybrid orbital CH4는 어떻게 동등한 4개의 결합을 가질 수 있을까? 1. 메테인의 결합과 구조 가장 간단한 탄소 화합물, 메테인(CH4)은 정사면체 구조를 갖는다. 탄소 원자를 중심으로 4 개의 수소 원자가 109.5 ˚ 각도를 이루며 존재한다. 탄소와 수소는 전자를 공유하여 총 4 개의 결합을 이루며 이때, 중심 탄소의 원자가(valence)는 4이다. [참고] 원자가(valence)는 원자의 결합 능력을 나타내기 위한 값이며, 해당 원자가 가질 수 있는.. 엔탈피 (Enthalpy) [이전 글] 233. 계와 내부 에너지 계와 내부 에너지 (System & Internal Energy) 계와 내부 에너지 System & Internal Energy 1. 계와 주위 열역학(Thermodynamics)에서는 에너지의 전환에 관심 갖는다. 화학에서는 물질 변화 과정에서 에너지는 어떻게 관여하고, 달라지는지에 대해 알고 stachemi.tistory.com 엔탈피 (Enthalpy) "일정 압력 조건에서의 반응열" 1. 정적 과정에서의 내부 에너지 변화 이전 글을 통해 우리가 관심을 갖는 대상을 계(system)로 정의하고, 그리고 그 계의 고유 에너지를 내부 에너지(internal energy)라 한다는 사실을 알아보았다. 내부 에너지의 절대량은 알 수 없지만, 변화량(ΔU )은 측정이 .. 물의 산해리상수는 얼마일까? 물의 산해리상수는 얼마일까? 물의 pKa 는 14.0 ? 15.7 ? 0. 들어가기 2015 개정 교육과정에서 물의 이온곱상수(Kw)가 화학1으로 내려왔다. '화학 평형' 대부분이 화학2에 그대로 머물러 있기 때문에 평형상수 개념없이 설명해야 한다. 마땅한 방법이 생각나지는 않는다. 그저 시간 날 때, 관련 내용을 블로그에 정리해놓고 수업 때 참고자료 정도로 안내해야겠다는 대략적인 생각만 갖고 있었는데, 우연히 재미난 글 을 접하게 되어 계획보다 일찍 관련 내용을 포스팅 하게 되었다. 물론, 고둥학교 화학2를 약간 넘어서는 내용이 일부 포함되어있어 화학1 수업 자료용이 되기는 어려울 듯 하다. 주로, 물의 이온곱상수(Kw)와 산해리상수(Ka)에 대한 것이다. 대다수의 일반화학 교재에서는 물의 pKa = .. 분자 궤도함수 이론 (Molecular Orbital Theory, MOT) [알림] * 원자가 결합 이론(VBT)과 분자 궤도함수 이론(MOT)의 차이에 대한 일반화학 수준의 글입니다. Schrodinger 파동 방정식을 분자에 어떻게 적용했는지에 주목하여 작성한 글이며, 구체적인 분자의 파동 방정식 풀이, LCAO 분자 궤도함수, 이원자 분자의 MO 도표 등에 관한 내용은 포함되어있지 않습니다. * 이전 글 : 원자가 결합 이론(169) 원자가 결합 이론 (Valence Bond Theory, VBT) 원자가 결합 이론 (Valence Bond Theory, VBT) "하이틀러-런던의 접근법을 바탕으로 설명하는 원자가 결합 이론" 1. 역사 미국의 화학자 길버트 루이스(Gilbert N. Lewis, 1875-1946)는 1916 년, 《The Atom and T.. stac.. 이전 1 2 다음
