1. 개요
電 氣 陰 性 度 / electronegativity화학 결합에 대한 라이너스 폴링의 업적 중 하나이다. 폴링의 다른 업적은 오비탈과 공명 구조 참조.
폴링 전기음성도는 공유결합을 하는 원자가 전자를 자기쪽으로 끌어당기는 정도를 상댓값으로 나타낸 것을 뜻한다. 따라서 공유결합을 거의 하지 않는[1] He, Ne, Ar 등은 측정이 불가능하다.
공유결합을 이룬 두 원자의 전기음성도 차이가 클수록 전기음성도가 큰 원자 쪽으로 공유전자쌍이 더 많이 치우쳐 극성을 띄게 된다.
라이너스 폴링과 로버트 밀리컨이 전기음성도 체계를 각각 고안했고, 라이너스 폴링이 그 공로를 인정받아 노벨 화학상을 탔다. 이후 로버트 밀리컨은 다른 공로를 인정받아 노벨 화학상을 타게 됐다. 현재 밀리컨 전기음성도는 잘 쓰이지 않는다.
2. 전기음성도 표
폴링 전기음성도|
1 H 2.20 |
2 He |
||||||
|
3 Li 0.98 |
4 Be 1.57 |
5 B 2.04 |
6 C 2.55 |
7 N 3.04 |
8 O 3.44 |
9 F 3.98 |
10 Ne |
|
11 Na 0.93 |
12 Mg 1.31 |
13 Al 1.61 |
14 Si 1.90 |
15 P 2.19 |
16 S 2.58 |
17 Cl 3.16 |
18 Ar |
|
19 K 0.82 |
20 Ca 1.00 |
||||||
폴링 전기음성도 값은 https://en.wikipedia.org/wiki/Electronegativities_of_the_elements_(data_page)를 참조하기 바란다.
화학 시험대비를 위해선 전기음성도와 원소는 20번까지 외워야 한다. 전기음성도는 소수점 아래 두 번째 자리에서 반올림한 수치만 외워도 시험보는 데는 문제 없다.
F가 4.0, B까지 0.5씩 줄어든다고 외우면 B ~ F까지는 쉽게 외울 수 있다. Li과 Be도 거의 1.0 1.5에 가깝다.
외우면 도움 되는 전기음성도 순서는 다음과 같다.
F > O > Cl > N > S > C > H > P > B
플산염질탄황
수인붕규알베
마카리나칼
3. 세부 내용
전기음성도는 절댓값이 아닌 상댓값으로 규정되므로 한 원소에 임의의 값을 정하고 그 원소와의 상대적 차이를 전기음성도로 정의한다. 폴링(Pauling, L.)이 제시한 전기음성도에서 수소의 전기음성도를 2.10로 정의[2]했으며, 이후 2.20으로 재정의[3]되었다. 수소의 전기음성도 2.20을 기준으로 타 원소들과의 결합의 이온성을 따져 전기음성도의 차이를 알아내어 특정 원소의 전기음성도를 결정한다. 그럼에도 불구하고 한국 화학 교육과정에서는 여전히 수소 2.10을 표준으로 한다. 또, 교육과정에서는 플루오린의 전기음성도 4.0을 기준으로 삼았다고 되어 있는데, 잘못된 정보이다. 플루오린의 전기음성도는 3.98이며 기준 원소도 아니다.같은 족에서는 원자번호가 커질수록 전기음성도는 낮아지고, 같은 주기에서는 원자번호가 커질수록 전기음성도가 커진다. 즉, 주기율표 상에서 오른쪽으로 갈수록 커지고 아래로 갈수록 작아지는 것이다. 이는 같은 주기에서 원자 번호가 커지면 핵과 전자 사이 인력이 증가해 전기음성도 세기가 커지고, 같은 족에서 원자 번호가 커지면 핵과 전자 사이의 인력이 감소해 전기음성도 세기가 작아지기 때문이다.
4. 극성과 비극성
생화학에서는 H(수소)와 C(탄소)는 비슷하다고 보고 비극성 공유결합으로 다룬다.물(H2O)에서 처럼 H(수소)와 O(산소)는 극성 공유결합을 보여준다. 극성 공유결합은 전기음성도에서 온전한 전하를 띄는 이온화 에너지의 중간 형태로 이해해 볼수있는 부분 전하(electric charge)를 보여줄수있다.
5. 관련 문서
[1]
극히 극히 드물지만 가능은 하다. 아주 오랫동안 비활성 기체는 공유결합을 아예 하지 않는다고 여겨졌으나 2017년 미국 유타대 연구팀이 안정적인 헬륨-나트륨 화합물을 제조하는데 성공했기 때문.
[2]
Pauling, L. (1932). "The Nature of the Chemical Bond. IV. The Energy of Single Bonds and the Relative Electronegativity of Atoms". Journal of the American Chemical Society. 54 (9): 3570–3582. doi:10.1021/ja01348a011.
[3]
Zefirov, N. S.; M. A. Kirpichenok; F. F. Izmailov; M. I. Trofimov (1987). Doklady Akademii Nauk SSSR. 296: 883.