일반화학 ) 1 다음 표에 보여준(메탄, 에탄, 부탄)의 끓는점이 차이가 나는 이유를 설명하고 이 설명을 바탕으로 프로판의 끓는점을 예측하시오

소개글

일반화학 ) 1 다음 표에 보여준(메탄, 에탄, 부탄)의 끓는점이 차이가 나는 이유를 설명하고 이 설명을 바탕으로 프로판의 끓는점을 예측하시오에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 다음 표에 보여준(메탄, 에탄, 부탄)의 끓는점이 차이가 나는 이유를 설명하고 이 설명을 바탕으로 프로판의 끓는점을 예측하시오.
2. 다음 표에 보여준 물질 중 메탄과 물의 경우 물질량이 비슷함에도 끓는점이 차이가 크게 나는 이유를 설명하고, 물과 옥탄의 경우 극성의 차이에도 불구하고 옥탄의 끓는점이 높은 이유를 설명하시오.

본문내용

트는 일종의 벡터(vector)로 표현할 수 있는 성질의 것이고, 물 분자 내에는 산소 원자 하나가 두 개의 수소 원자와 각각 이루어 발생하는 쌍극자 모멘트가 두 개 존재하므로 벡터의 가감 원리에 따라 산소를 축으로 삼는 알짜 쌍극자 모멘트가 남게 된다. 이러한 식으로 분자 내에 쌍극자 모멘트가 존재하는 물질은 극성을 띠게 된다.
그런데 같은 이유로 물 분자 내의 수소는 전자구름이 상당히 벗겨진 상태가 되므로 분극에 있어서 양극을 띠게 되며 이는 곧 정상적인 상태에 비하여 전자가 부족한 상태임을 의미한다. 이것을 하나의 분자에서 벗어나 주변의 다른 물 분자까지 함께 고려하게 되면 비공유 전자쌍이 남은 산소가 다른 분자 내의 양극을 띠는 수소와 모종의 인력을 야기할 것으로 유추할 수 있다. 이때 발생하는 강력한 정전기적 인력을 수소결합이라고 한다. 이 수소결합의 정확한 정의는 ‘전기음성도가 큰 원자와 결합한 수소 원자가 근처에 있는 전기음성도가 큰 원자의 비공유 전자쌍과 상호작용을 할 때 생기는 강한 비결합 상호작용’이다.
이 수소결합은 무극성 분자의 분산력과 비교하였을 때 차원이 다른 강력함을 보이므로 물 분자는 메탄 분자보다 훨씬 더 강력한 분자 간 인력을 갖는다고 볼 수 있고, 따라서 물 분자는 메탄보다 훨씬 더 높은 끓는점을 갖는다.
한편 물과 옥탄을 보자. 물은 극성 분자이고 옥탄은 무극성 분자이다. 상기한 이유로 물은 분산력보다 훨씬 더 강력한 수소결합을 갖고 옥탄은 분자 간 인력으로 분산력 밖에 갖지 않는다. 그런데 그럼에도 불구하고 끓는점을 비교하면 옥탄이 물보다 더 높은 끓는점을 갖는다. 실제로 물의 끓는점은 100(℃)이고 옥탄의 끓는점은 125(℃)로 나타나고 있다.
이는 단적으로 말하자면 몰질량의 규모 때문이다. 비록 물이 극성을 띠기 때문에 무극성 물질에 비해 훨씬 더 강한 수소결합을 한다고 하더라도, 무극성 물질의 몰질량이 충분히 커지게 되면 분자 내에서 분극이 되는 정도도 비례적으로 매우 커지기 때문에 옥탄과 같이 몰질량이 충분히 큰 무극성 물질은 물의 수소결합보다도 더 큰 정도의 분산력을 갖게 되는 것이다. 즉 분산력이 수소결합에 비해 질적으로 훨씬 더 떨어지더라도 그 양이 많아지게 되면 정도에 있어서 충분히 넘어설 수 있게 되는 셈이다.
참고문헌
현대일반화학, 제 5판, Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, 자유아카데미
유기화학, 제 8판, Mcmurry, 사이플러스

키워드

일반화학,   분자,   수소,   메탄