극성분자와 전기음성도 차이

1. 극성분자란?

• 극성 분자(Polar Molecule)는 분자 내에서 전자가 고르게 분포하지 않아, 분자의 한쪽은 부분적으로 양전하(+)를, 다른 쪽은 부분적으로 음전하(-)를 띠는 분자를 말합니다.
• 이러한 전하의 불균형을 쌍극자(moment)라고 합니다.

2. 극성 분자의 특징

가. 전기음성도 차이

• 극성 분자는 구성 원자들 간의 전기음성도 차이가 클 때 형성됩니다.
• 전기음성도가 높은 원자가 전자를 더 강하게 끌어당겨 부분 음전하를 띠고, 다른 원자는 부분 양전하를 띱니다.
• 예: 물(H₂O)에서 산소는 전기음성도가 높아 부분 음전하(δ-)를, 수소는 부분 양전하(δ+)를 가집니다.

나. 비대칭 구조

• 극성 분자는 대칭성이 없는 비대칭 구조를 가질 때 극성을 띠기 쉽습니다.
• 예: 이산화탄소(CO₂)는 전기음성도 차이가 있지만 대칭 구조라서 비극성이고, 물(H₂O)은 비대칭 구조라서 극성입니다.

다. 쌍극자 모멘트

• 극성 분자는 쌍극자 모멘트가 0이 아닙니다.
• 쌍극자 모멘트는 전하 분포의 비대칭성을 측정하는 값입니다.

3. 극성 분자의 예

가. 물(H₂O)

• 산소와 수소 간의 전기음성도 차이로 인해 극성을 띠는 대표적인 분자.
• 수소결합 형성 가능.

나. 암모니아(NH₃)

• 질소와 수소 간의 전기음성도 차이로 인해 극성을 가짐.
• 피라미드형 구조가 비대칭을 만듦.

다. 염화수소(HCl)

• 염소가 수소보다 전자를 더 강하게 끌어당겨 극성 분자를 형성.

4. 극성 분자의 중요한 성질

가. 용매로서의 역할

• 극성 분자는 이온성 화합물과 잘 섞이며, 물(H₂O)은 대표적인 극성 용매입니다.
• “같은 성질끼리 잘 섞인다”는 원칙에 따라 극성 분자는 극성 물질과 혼합됩니다.

나. 물리적 특성

• 끓는점과 녹는점이 비극성 분자에 비해 높습니다.
• 극성 분자 간의 강한 분자 간 힘(예: 수소결합)이 큰 이유입니다.

5. 비극성 분자와의 차이

극성분자	비극성분자
전기음성도 차이가 큼	전기음성도 차이가 없음
비대칭 구조	대칭 구조
물(H₂O), NH₃, HCl 등이 예시	CO₂, CH₄, O₂ 등이 예시
이온과 잘 섞임	이온과 잘 섞이지 않음

 

6. 결론

극성 분자는 전기음성도의 차이와 분자의 비대칭 구조로 인해 전하가 불균형하게 분포된 분자를 말하며, 물리적·화학적 특성에서 중요한 역할을 합니다.