원자가껍질 전자쌍 반발 이론

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원자가껍질 전자쌍 반발 이론(Valence shell electron pair repulsion theory : VSEPR theory)이란 화학에서 중심원자의 배위수와 전자쌍 반발 원리를 통해 분자의 구조를 예측, 나타내는 모형이다.(루이스 구조식에서 비공유 전자쌍을 나타내주어야 한다)

이 이론은 루이스 구조에서 나타나는 중심원자의 각 전자쌍들은 서로 반발하므로 서로 가장 멀리 떨어진 위치에 존재하게 된다는 것에 기초하여 분자의 구조를 나타낸다. 예를 들어 중심원자에 3개의 전자쌍이 존재한다면 각 전자쌍은 중심원자를 중심으로 정삼각형의 형태로 위치하게 되는 것이다. 분자를 구성하는 원자들은 결합전자쌍을 통해 결합하고 있으므로 결합전자쌍의 배치가 곧 분자의 모양이 된다.

전자쌍에는 결합전자쌍과 비공유전자쌍(비결합전자쌍)이 있는데 결합전자쌍보다 비공유전자쌍의 반발력이 더 크다. 따라서 비공유-비공유 전자쌍 간의 반발력이 가장 크며 결합-결합 전자쌍 간의 반발력이 가장 작다. 따라서 같은 개수의 전자쌍을 갖고 있더라도 결합전자쌍과 비공유전자쌍의 구성에 따라 각 전자쌍들이 이루는 각은 조금씩 달라질 수 있다.

입체수(Steric Number, 결합수 + 비결합전자쌍의 수)와 비결합전자쌍의 수에 따른 분자의 모양은 다음과 같다.

입체수 혼성궤도 비공유전자쌍의수 분자의 형태
2 sp 0 직선형
3 sp2 0 평면삼각형
1 굽은형
4 sp3 0 사면체형
1 삼각뿔형
2 굽은형
5 sp3d 0 삼각쌍뿔형
1 시소형
2 T자형
3 직선형
6 sp3d2 0 팔면체형
1 피라미드형
2 평면사각형
3 T자형
4 직선형
7 sp3d3 0 오각쌍뿔형
1 오각뿔형
2 평면오각형

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