[간단히 알아보는 화학 결합 (chemical bonding)] 1편. 이온 결합, 공유 결합, 금속 결합

화학의 기본인 화학 결합의 종류에 대해서 알아보기 

오늘은 화학 결합(chemical bonding) 중에 간단하게 이온 결합,공유결합, 금속결합금속 결합에 대해서 살펴보려고 합니다.

화학 결합은 화학에서 굉장히 중요한 부분인데요, 원자들이 어떠한 형태로 결합될 수 있는지 간단히 알아보고자 합니다.

이온 결합

이온 결합은 서로 다른 전하를 가진 양이온과 음이온이 정전기적 인력 (electrostatic attraction)으로 결합된 형태입니다.

가장 간단한 예로는 소금인 NaCl을 들 수 있어요. Na는 주기율표에서 1족에 위치한 원소로 쉽게 전자를 잃고 양전하를 띤 양이온(Na+)이 되고, Cl은 17족 할로겐 원소로 쉽게 전자를 얻을 수 있어 전자를 얻고 음전하를 띤 음이온(Cl-)이 됩니다. 이 때, 두 양이온과 음이온은 전기적 힘에 의해 강하게 상호작용하여 결합할 수 있는데, 이 결합을 이온 결합이라고 합니다. 이온 결합은 양이온과 음이온의 정전기적 인력으로 결합되기 때문에 3차원의 결정형 구조로 되어있습니다. 

 

공유결합 (Covalent bonding)

공유 결합은 두 원자가 전자쌍을 공유하면서 발생하는 인력입니다. 예를 들어, 물(H2O)은 두 개의 수소 원자와 한 개의 산소 원자가 공유결합을 한 구조입니다. 공유결합은 원자들의 전기 음성도에 따라 극성 공유결합 (H2O), 무극성 공유 결합 (O2)으로 분류할 수 있고, 이러한 공유결합은 대부분의 유기화합물에서 볼 수 있습니다. 고체 상태의 공유 결합 물질은 분자 결정과 공유 결정으로 나뉘는데, 분자 결정들은 우리가 일반적으로 알고 있는 얼음, 드라이아이스 등이 있습니다. 반면, 공유 결정이라는 것도 있는데요, 공유 결정은 대표적으로 흑연, 다이아몬드 등이 있습니다. 분자 결정인 얼음이나 드라이아이스는 분자들 사이의 힘으로만 결합되어 있기에 쉽게 부서지고, 녹는점과 끓는점이 낮은 편인데 반면, 공유 결정인 흑연과 다이아몬드 같은 경우는 단단하고 녹는점이 매우 높습니다.

 

금속결합 (Metallic bonding)

금속 결합은 금속 원자들 사이에 나타나는 결합으로, 금속 양이온들과 자유전자들의 정전기적 인력으로 결합된 형태입니다. 금속 결합에서 금속 원자들은 양이온 형태로 규칙적인 배열을 이루고, 금속 양이온으로부터 나온 전자는 특정한 금속 양이온에 속해 있지 않고, 금속 양이온들 사이를 자유롭게 이동할 수 있는 것이 특징입니다. 이와 같이 금속 양이온 사이를 자유롭게 돌아다닐 수 있는 전자를 자유전자라고 하고, 자유 전자들이 돌아다니는 공간을 전자의 바다라고도 부릅니다. 자유전자 덕분에 금속은 전기 전도성, 열전도성이 좋을 뿐 아니라, 금속 결정에 힘을 가해도 자유 전자들이 이동하면서 결합을 유지시키기 때문에 쉽게 부서지지 않고 모양의 변형(연성, 전성)만 발생하는 특징을 가지고 있습니다.

 

세 가지 화학 결합 - 이온 결합, 공유 결합, 금속 결합.

이상으로 이온 결합, 공유결합, 금속 결합에 대한 포스팅을 마치겠습니다.

 

다음 포스팅으로는 [간단히 알아보는 화학 결합 (chemical bonding)] 2편,  수소결합, 반데르발스 결합, 배위 결합에 대해서 알아보겠습니다.