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화학 화합물

Chemical compound
순수한 물(HO2)은 화합물의 한 예다.분자의 볼앤스틱 모델은 수소(흰색) 2부분과 산소(빨간색) 1부분의 공간 연관성을 보여준다.

화학 화합물은 화학 결합에 의해 결합된 둘 이상의 원소의 원자로 구성된 많은 동일한 분자(또는 분자체)로 구성된 화학 물질이다.따라서 한 원소의 원자로만 구성된 분자는 화합물이 아니다.

구성 원자가 어떻게 결합되는가에 따라 다음과 같은 네 가지 종류의 화합물이 있다.

화학식은 화학 원소의 표준 약어와 숫자 첨자를 사용하여 복합 분자 내 각 원소의 원자 수를 지정한다.예를 들어 물 분자는 하나의 산소 원자에 결합된 두 개의 수소 원자를 나타내는 HO2 공식을 가지고 있다.많은 화학 화합물에는 화학 추상화 서비스 부서에서 지정한 고유한 CAS 번호 식별자가 있다.전 세계적으로 35만 개 이상의 화학 화합물(화학 혼합물 포함)이 생산 및 사용에 등록되어 있다.[1]

화합물은 화학적 반응을 통해 두 번째 물질과 상호작용함으로써 다른 화학 물질로 변환될 수 있다.이 과정에서 상호작용하는 물질 중 하나 또는 둘 다에서 원자 사이의 결합이 깨질 수 있고, 새로운 결합이 형성된다.

정의들

고정된 화학적 비율로 둘 이상의 다른 유형의 원자(화학요소)로 구성된 모든 물질은 화학 화합물이라고 불릴 수 있다. 이 개념은 순수한 화학 물질을 고려할 때 가장 쉽게 이해된다.[2]: 15 [3][4] 화학적 화합물이 화학적 반응을 통해 각각 더 적은 수의 원자를 가진 화합물이나 물질로 변환될 수 있는 두 개 이상의 원자의 고정 비율로 구성된 것에서 비롯된다.[5]화합물 내 각 원소의 비율은 화학 공식에서 비율로 표현된다.[6]화학식은 특정 화학성분을 구성하는 원자의 비율에 대한 정보를 표시하는 방법으로, 화학성분에 대한 표준 약어와 관련된 원자의 수를 나타내는 첨자를 사용한다.예를 들어 물은 하나의 산소 원자에 결합된 두 개의 수소 원자로 구성된다: 화학식은 HO이다2.비스토이치계 화합물의 경우, 그 비율은 그 준비와 관련하여 재현될 수 있으며, 성분 요소의 고정 비율을 제공할 수 있지만, 통합되지 않은 비율[예: 팔라듐 하이드라이드의 경우, PdHx(0.02 < x 0.58)]이다.[7]

화학적 화합물은 화학적 결합에 의해 정의된 공간적 배열로 함께 결합된 독특하고 정의된 화학적 구조를 가지고 있다.화학 화합물은 공밸런트 결합에 의해 함께 결합되는 분자 화합물, 이온 결합에 의해 결합되는 염분, 금속 결합에 의해 결합되는 금속간 화합물 또는 공밸런트 결합을 조정하여 결합되는 화학 콤플렉스의 부분 집합체일 수 있다.[8]순수 화학 원소는 여러 원자로 구성된 분자(이원자 분자 H2, 또는 다원자 분자8 S 등)로 구성되는 경우가 많지만, 일반적으로 두 개 이상의 원자 요건에 실패하여 화학 화합물로 간주되지 않는다.[8]많은 화학 화합물들은 화학 추상화 서비스(CAS: Chemical Abstracts Service)에 의해 할당된 고유 숫자 식별자를 가지고 있다.

고정비가 필요한 화학 화합물로부터 진정한 비스토이치계적 예제를 포함하는 다양하고 때로는 일관되지 않은 명명백백한 구별 물질이 있다.많은 고체 화학 물질(예를 들어 많은 규산염 광물)은 화학 물질이지만, 서로 화학적으로 결합되는 원소를 고정 비율로 반영하는 단순한 공식을 가지고 있지 않다. 그럼에도 불구하고, 이러한 결정성 물질은 종종 "비-스토이치계 화합물"이라고 불린다.구성의 변동성이 흔히 알려진 참 화학적 화합물의 결정 구조 내에 갇힌 이물질의 존재 또는 발생되는 알려진 화합물에 대한 구조물의 동요에 기인하는 한, 화학적 화합물이 아닌 것과 관련이 있다고 주장할 수 있다.그 구조의 장소들에서 구성 요소들의 초과된 결핍 때문에; 그러한 비스토리히계 물질들은 지구의 지각과 맨틀의 대부분을 형성한다.화학적으로 동일하다고 간주되는 다른 화합물은 구성 요소의 무겁거나 가벼운 동위원소의 양이 다를 수 있으며, 이는 질량별 원소의 비율을 약간 변화시킨다.

종류들

분자

주요기사 : 분자

분자는 화학적 결합에 의해 결합되는 두 개 이상의 원자로 이루어진 전기적으로 중립적인 그룹이다.[9][10][11][12][13]분자는 동핵일 수도 있고, 즉 산소 분자(O2)에 있는 두 개의 원자와 같이 하나의 화학 원소의 원자로 구성될 수도 있고, 물(수소 원자 2개와 산소 원자 1개; HO2)과 마찬가지로 둘 이상의 원소로 구성된 화학 화합물인 이핵일 수도 있다.

이온 화합물

주요 기사:이온 화합물

이온화합물은 이온 결합이라고 불리는 정전기력에 의해 결합되는 이온으로 구성된 화학 화합물이다.화합물은 전체적으로 중성이지만 양이온이라고 하는 양전하 이온과 음전하 이온이라고 하는 음전하 이온으로 구성되어 있다.염화나트륨의 나트륨(Na+)과 염화물(Cl−)과 같은 단순한 이온이나 탄산암모늄의 암모늄(NH+
4)과 탄산암모늄(CO2−
3) 이온과 같은 다원자 종일 수 있다.이온 화합물 내의 개별 이온은 보통 가장 가까운 이웃을 여러 개 가지고 있으므로 분자의 일부가 아니라 결정체 구조에서 연속적인 3차원 네트워크의 일부로 간주된다.

기본 이온 수산화물(OH−) 또는 산화물(O2−)을 함유한 이온화합물은 염기로 분류된다.이러한 이온이 없는 이온성분들은 염분이라고도 하며 산-베이스 반응에 의해 형성될 수 있다.이온 화합물은 또한 할로겐 기체와 같은 반응성 비금속과 반응성 금속의 전자전달 반응 또는 용매, 강수량, 동결, 고체 상태 반응의 증발로 구성 이온에서 생성될 수 있다.

이온화합물은 일반적으로 용융점과 비등점이 높고 단단하고 부서지기 쉽다.고체로서 그것들은 거의 항상 전기적으로 절연되지만, 녹거나 용해되면 이온이 동원되기 때문에 전도성이 높아진다.

금속간 화합물

주요 기사:금속간 화합물

금속간 화합물은 두 개 이상의 금속 원소 사이에 순서가 정해진 고체 상태의 화합물을 형성하는 금속 합금의 일종이다.중간금속은 일반적으로 단단하고 부서지기 쉬우며, 고온의 기계적 특성이 좋다.[14][15][16]그것들은 스토이치메트릭 또는 비스토이치메틸화합물로 분류될 수 있다.[14]

콤플렉스

주요 기사:코디네이션 콤플렉스

조정 콤플렉스는 중심 원자나 이온으로 구성되는데, 이 원자는 보통 금속으로 되어 있고 조정 센터라고 불리며, 주변 배열의 결합 분자나 이온으로 되어 있으며, 이온들은 차례로 리간드나 복합제라고 알려져 있다.[17][18][19]많은 금속 함유 화합물,[20] 특히 전이 금속의 화합물은 조정 복합물이다.금속 원자의 중심이 되는 조정 콤플렉스를 d 블록 원소의 금속 콤플렉스라고 한다.

접합 및 힘

화합물은 다양한 종류의 결합과 힘을 통해 함께 결합된다.화합물 내 결합 유형의 차이는 화합물에 존재하는 원소의 유형에 따라 다르다.

런던 분산력은 모든 분자간 힘 중에서 가장 약한 힘이다.그것들은 인접한 두 원자의 전자가 위치하여 임시 쌍극자를 만들 때 형성되는 일시적인 매력적인 힘이다.또한, 런던의 분산력은 비극성 물질을 액체에 응축시키고, 환경의 온도가 얼마나 낮은지에 따라 고체 상태로 더 나아가 얼리는 역할을 한다.[21]

분자 결합이라고도 알려진 공동 결합은 두 원자 사이의 전자를 공유하는 것을 포함한다.주로 이러한 유형의 결합은 주기율표상 서로 가까이 떨어지는 원소들 사이에서 발생하지만, 일부 금속과 비금속들 사이에서 관찰된다.이것은 이런 종류의 결합의 메커니즘 때문이다.주기율표에서 서로 가까이 떨어지는 원소들은 유사한 전기성을 갖는 경향이 있는데, 이는 그들이 전자에 대해 비슷한 친화력을 가지고 있다는 것을 의미한다.두 원소 모두 전자를 기증하거나 얻을 수 있는 친화력이 강하지 않기 때문에 전자를 공유하게 되어 두 원소 모두 보다 안정된 옥텟을 갖게 된다.

이온 결합은 발란스 전자가 원소들 사이에서 완전히 전달될 때 발생한다.공밸런스 본딩과는 반대로, 이 화학적 본딩은 두 개의 반대방향으로 충전된 이온을 생성한다.이온 본딩의 금속들은 보통 발란스 전자를 잃고 양전하 양이온이 된다.비금속은 금속으로부터 전자를 얻어서 비금속은 음이온이 된다.약술한 바와 같이, 이온 결합은 보통 금속인 전자 기증자와 비금속인 전자 수용자 사이에 발생한다.[22]

수소 결합은 전기 원자에 결합한 수소 원자가 쌍극이나 전하를 상호 작용하여 다른 전기 원자와 정전기 연결을 형성할 때 발생한다.[23][24][25][26]

반응

주요 기사:화학반응

화합물은 화학적 반응을 통해 두 번째 화학적 화합물과의 상호작용에 의해 다른 화학적 구성으로 변환될 수 있다.이 과정에서 상호 작용하는 두 화합물에서 원자 사이의 결합이 모두 깨진 다음, 원자 사이에 새로운 결합이 이루어지도록 결합을 개혁한다.개략적으로, 이 반응은 AB + CD → AD + CB로 설명될 수 있는데, 여기서 A, B, C, D는 각각 고유한 원자, AB, AD, CD, CB는 각각 고유한 화합물이다.

참고 항목

참조

  1. ^ Wang, Zhanyun; Walker, Glen W.; Muir, Derek C. G.; Nagatani-Yoshida, Kakuko (2020-01-22). "Toward a Global Understanding of Chemical Pollution: A First Comprehensive Analysis of National and Regional Chemical Inventories". Environmental Science & Technology. 54 (5): 2575–2584. Bibcode:2020EnST...54.2575W. doi:10.1021/acs.est.9b06379. PMID 31968937.
  2. ^ Whitten, Kenneth W.; Davis, Raymond E.; Peck, M. Larry (2000), General Chemistry (6th ed.), Fort Worth, TX: Saunders College Publishing/Harcourt College Publishers, ISBN 978-0-03-072373-5
  3. ^ Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene; Bursten, Bruce E.; Murphy, Catherine J.; Woodward, Patrick (2013), Chemistry: The Central Science (3rd ed.), Frenchs Forest, NSW: Pearson/Prentice Hall, pp. 5–6, ISBN 9781442559462, archived from the original on 2021-05-31, retrieved 2020-12-08
  4. ^ Hill, John W.; Petrucci, Ralph H.; McCreary, Terry W.; Perry, Scott S. (2005), General Chemistry (4th ed.), Upper Saddle River, NJ: Pearson/Prentice Hall, p. 6, ISBN 978-0-13-140283-6, archived from the original on 2009-03-22
  5. ^ Wilbraham, Antony; Matta, Michael; Staley, Dennis; Waterman, Edward (2002), Chemistry (1st ed.), Upper Saddle River, NJ: Pearson/Prentice Hall, p. 36, ISBN 978-0-13-251210-7
  6. ^ "Chemical compound". ScienceDaily. Archived from the original on 2017-09-13. Retrieved 2017-09-13.
  7. ^ Manchester, F. D.; San-Martin, A.; Pitre, J. M. (1994). "The H-Pd (hydrogen-palladium) System". Journal of Phase Equilibria. 15: 62–83. doi:10.1007/BF02667685. S2CID 95343702. 팔라듐-수소계 위상도
  8. ^ a b Atkins, Peter; Jones, Loretta (2004). Chemical Principles: The Quest for Insight. W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-5701-6.
  9. ^ IUPAC, 화학용어 종합편찬, 제2편.("금책")(1997년).온라인 수정 버전: (2006–) "Molecule". doi:10.1351/골드북.M04002
  10. ^ Ebbin, Darrell D. (1990). General Chemistry (3rd ed.). Boston: Houghton Mifflin Co. ISBN 978-0-395-43302-7.
  11. ^ Brown, T.L.; Kenneth C. Kemp; Theodore L. Brown; Harold Eugene LeMay; Bruce Edward Bursten (2003). Chemistry – the Central Science (9th ed.). New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-066997-1.
  12. ^ Chang, Raymond (1998). Chemistry (6th ed.). New York: McGraw Hill. ISBN 978-0-07-115221-1.
  13. ^ Zumdahl, Steven S. (1997). Chemistry (4th ed.). Boston: Houghton Mifflin. ISBN 978-0-669-41794-4.
  14. ^ a b Askeland, Donald R.; Wright, Wendelin J. (January 2015). "11-2 Intermetallic Compounds". The science and engineering of materials (Seventh ed.). Boston, MA. pp. 387–389. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750. Archived from the original on 2021-05-31. Retrieved 2020-11-10.
  15. ^ Panel On Intermetallic Alloy Development, Commission On Engineering And Technical Systems (1997). Intermetallic alloy development : a program evaluation. National Academies Press. p. 10. ISBN 0-309-52438-5. OCLC 906692179. Archived from the original on 2021-05-31. Retrieved 2020-11-10.
  16. ^ Soboyejo, W. O. (2003). "1.4.3 Intermetallics". Mechanical properties of engineered materials. Marcel Dekker. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090. Archived from the original on 2021-05-31. Retrieved 2020-11-10.
  17. ^ Lawrance, Geoffrey A. (2010). Introduction to Coordination Chemistry. Wiley. doi:10.1002/9780470687123. ISBN 9780470687123.
  18. ^ IUPAC, 화학용어 종합편찬, 제2편.("금책")(1997년).온라인 수정 버전: (2006–) "복잡". doi:10.1351/골드북.C01203
  19. ^ IUPAC, 화학용어 종합편찬, 제2편.("금책")(1997년).온라인 수정판: (2006–) "조정실체".doi:10.1351/골드북.C01330
  20. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
  21. ^ "London Dispersion Forces". www.chem.purdue.edu. Archived from the original on 2017-01-13. Retrieved 2017-09-13.
  22. ^ "Ionic and Covalent Bonds". Chemistry LibreTexts. 2013-10-02. Archived from the original on 2017-09-13. Retrieved 2017-09-13.
  23. ^ IUPAC, 화학용어 종합편찬, 제2편.("금책")(1997년).온라인 수정 버전: (2006–) "수소 결합". doi:10.1351/골드북.H02899
  24. ^ "Hydrogen Bonds". chemistry.elmhurst.edu. Archived from the original on 2016-11-19. Retrieved 2017-10-28.
  25. ^ "Hydrogen Bonding". www.chem.purdue.edu. Archived from the original on 2011-08-08. Retrieved 2017-10-28.
  26. ^ "intermolecular bonding – hydrogen bonds". www.chemguide.co.uk. Archived from the original on 2016-12-19. Retrieved 2017-10-28.

추가 읽기

  • Robert Siegfried (2002), From elements to atoms: a history of chemical composition, American Philosophical Society, ISBN 978-0-87169-924-4