이산화탄소의_분자량

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본문내용

분자가 차지하는 평균부피=4.57×10-23cm3이고 그에 따라
얼음 한 분자에게 허용되는 평균거리=2.89×10-7cm
드라이아이스 한 분자에게 허용되는 평균거리=3.58×10-8cm
④ 물이나 이산화탄소 분자를 사람의 크기로 확대하면 얼음 또는 물이나 드라이아이스의
경우는 평균적으로 한 사람의 키에 비해, 얼마정도 크기의 방에 갇혀있는 셈인가?
기체의 경우는?
물 한 분자의 크기=10-9m 얼음의 부피=13cm3
CO2 한 분자의 크기=1.27×10-10m 드라이아이스의 부피=27.5cm3
(기체부피=22.4L)
이므로 사람의 키를 1.7m라 하면 방의 크기는 각각
10-9:1.7=13: ⇒ =2.21×1010cm3
1.27×10-10:1.7=27.5: ⇒ =3.68×1011cm3
한편 기체의 경우는 방의 크기가 각각
10-9:1.7=22.4×103: ⇒ =3.81×1013cm3
1.27×10-10:1.7=22.4×103: ⇒ =3.00×1014cm3
* 왜 물은 100℃가 되어야 끓는데 드라이아이스는 -79℃에서 승화하나? 물과 이산화탄소의
분자구조를 그리고 이중결합, 비공유전자쌍의 위치를 나타내라. 모든 공유결합의
극성을 화살표로 나타내고 분자 전체의 극성이 어떤 값을 가질지 생각해 보라.
(전기음성도 : 산소 3.5, 탄소 2.5, 수소 2.1)
→ 끓는다는 것은 분자 사이의 결합이 끊어지는 것을 의미한다. 물을 보면 수소,
산소와의 전기음성도 차이가 커 둘 사이에 강한 극성이 나타나는데 이로 인해
이웃한 분자간의 인력이 증가한다. 따라서 물은 분자간의 인력을 끊기 어려워서
100℃ 만큼의 높은 열을 가하고 드라이아이스의 경우는 극성이 반대 방향으로
형성되어 사라지므로 분자간의 인력이 상대적으로 약해 -79℃에서도 승화한다.
물의 분자구조
극성이 산소를 중심으로 대칭적으로 형성되어
있으므로 수평성분은 상쇄되고 수직성분만
남는다. 각각의 수직성분은
(수소-산소 간 전기음성도차)×COS 52.25°
=1.4×COS 52.25°≒0.86이고
전체 극성은 이들의 합이므로
0.86×2=1.72이다.
이산화탄소의 분자구조
이산화탄소는 극성이 수평성분으로만
존재하는데 각 성분이 반대방향을 향해
모두 상쇄되므로 극성을 띄지 않는다.
* 고체상태의 얼음과 드라이아이스에서 한 분자가 차지하는 평균 부피는 얼마인가?
또 한 분자에 1차원적으로 허용되는 평균 거리는 얼마인가?
(얼음과 드라이아이스의 밀도는 각각 0.92g/cm3, 1.56g/cm3)
기체의 부피를 22.4L라고 하면 얼음의 부피=14.5cm3
드라이아이스의 부피=27.5cm3이고
이 부피에 분자수가 6.02×1023개 존재하므로
얼음과 드라이아이스에서 한 분자가 차지하는 평균 부피는 각각
2.41×10-20cm3, 4.57×10-23cm3이다.
그리고 한 분자에 1차원적으로 허용되는 평균거리는 평균 부피의 세제곱근이므로
각각 2.89×10-7cm, 3.58×10-8cm이다.
5. Reference
① 윤창수, 일반화학실험, 대한화학회, 1978, P.52

키워드

이산화탄소,   분자량,   탄소