공유 결합의 이해

원자가 결합하여 분자가 될때 원자들 사이에 작용하는 결합력은 기본적으로 전기력이다. 플러스 전하를 가진 원자핵과 마이너스 전하를 가진 전자의 인력에 의해 원자는 결합한다.

 

원자가 결합되는 종류는 이온결합, 공유결합, 금속결합 등이 있는데 모두 전기력에 의한 결합이다. 원자사이에 작용하는 이러한 결합을 화학결합이라고도 불린다. 왜냐하면, 대체적으로 화학적인 특성은 원자들이 결합된 분자에 의해 결정되고 원자내의 입자들은 화학적인 특성에 영향을 적게 주기 때문이다.

 

다음과 같은 수소원자 2개가 있을 때, 각 수소원자는 1개의 양성자와 1개의 전자로 구성되고 각 수소원자의 전체 전하는 0 이다. 전자는 수소원자 주위에 균일하게 분포되어 있다.

 

 

수소원자가 서로 접근하면 다음 그림과 같이 원자가 만나는 접점에서 전자의 밀도는 증가한다.

 

 

수소원자 사이의 가운데에 전자 밀도가 증가하기 때문에 각각의 양성자는 가운데 방향으로 향하는 전기력을 받게 되고 2개의 수소원자는 서로 당기게 된다. 이러한 결합을 공유결합(Covalent Bond)이라고 한다. 

 

 

 

산소원자와 수소원자로 구성된 물도 원자들이 공유결합으로 형성된다.

 

 

자신의 원자가 전자와 공유결합되는 전자의 총 개수가 두번째 전자껍질부터는 최대 8개가 될때까지 결합할수 있다. 즉, 6개의 원자가전자를 가진 산소는 다른 원자 2개와 결합하여 총 전자수 8개가 되고, 7개의 원자가 전자를 염소(Cl)은 1개의 원자가 전자를 가진 나트륨(Na)과 결합하여 소금(NaCl)이 된다. 원자가 전자(Valence Electron)는 대부분의 원자에서 최외각 껍질에 있는 전자를 의미한다.

 

 

 

 

탄소는 원자가 전자가 8개의 절반인 4개로 공유결합할수 있는 수가 가장 많다. 그래서, 탄소가 중심이 되어 생성되는 유기물 분자의 종류는 수만가지이다. 또한, 탄소로 이루어진 다아아몬드는 결합이 4개로 가장 많기 때문에 이 세상에서 가장 단단한 물질이다.

 

우주에 존재하는 가장 기본적인 힘인 중력, 전자기력, 강력, 약력 중에서 일반적인 물질의 특성을 결정짓는 가장 중요한 힘은 전자기력이다. 플러스와 마이너스 전하를 가진 양성자와 전자 사이의 힘이 물질의 거의 모든 특성을 결정한다.