4. 주고 받는 Give and Take 관계 - 공유결합

방성
방성 · 공학자
2023/07/21
그럼에도 관계를 맺어야 한다면 거기에는 몇 가지 알아야 할 것이 있다. 때론 이것을 무시하거나 배려하지 않아 자신 혹은 상대가 상처를 입는다. 결국 관계는 깨진다. 그렇다고 거창하거나 어려운 게 아니다. 바로 주고 받는 상호작용이고 균형이다. 나는 자연 관찰자이고 이런 사소한 것도 자연에서 배운다.

  화학 결합에 관여하는 전자에는 규칙이 없을까? 간혹 인간관계에 대해 심리학이나 사회학에서 어떻게 상대를 대하는 법을 가르쳐 주는 것처럼 결합에 관여하는 전자들에도 어떤 규칙 같은 게 있지 않을까? 다행히 있는 것처럼 보인다. 하지만 불행하게도 한 가지로 설명되지 않는다. 그중 가장 대표적으로 설명할 수 있는 것이 옥텟규칙 Octet’s rule이다. 원자에서 힘이 미치는 가장 바깥쪽 공간, 그러니까 에너지로 보면 가장 불안정한 위치, 때로는 전자의 방이라 부르는 곳(오비탈 orbital)에 전자 8개를 가득 채워야 한다. 그래야 원자는 비로소 안정하다는 규칙이다. 지금까지 불안정하다는 말은 결국 그 공간에 8개를 채우지 못했기 때문이다. 옥텟규칙은 탄소를 비롯한 모든 유기물에서 무조건 지켜져야 한다. 하지만, 이 말도 꽤 당혹스러울 수 있다. 왜냐면 화학은 늘 예외가 있다. 엄밀하게는 거의 모든 유기물에 옥텟규칙이 해당한다고 말하는 것이 좋겠다. 소위 무기물에는 해당이 안 된다. 예외 몇 가지를 설명하겠다. 사실 화학을 전공하는 사람들도 가물가물한 규칙이다. 전공자에게는 중요하지만, 이 글에서는 중요하지 않다. 그래도 어떤 것이 있나 살펴보자. 주기율표의 첫 번째 원소인 수소와 헬륨, 그리고 리튬 세 원소는 옥텟규칙을 따르지 않는다. 세 원소는 바깥쪽 전자의 방에 두 개의 전자만 채우면 안정화된다. 바로 듀플렛규칙 Duplet’s rule이다. 그리고 금속이라 부르는 원소들은 18 전자 규칙 18-electron rule이 있다. 말이 규칙이지 여기에도 예외가 존재한다. 설명하면서도 다소 민망하다. 이렇게 예외가 많은 걸 무슨 규칙이라고 하느냐고 하면 할 말...
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과학기술인이다. 그냥 세상의 물질과 이것 저것에 관심이 많다.
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