Ch. 1. Introduction to Inorganic Chemistry
<What is Inorganic Chemistry?>
- Definition: A field of chemistry dealing with inorganic compunds
무기 화합물이란? 유기화합물이 아닌 나머지 모든 화합물이 무기화합물이다.
그렇다면 유기 화합물이란? 탄화수소가 주 성분인 화합물이 유기화합물이다.
ex) 붕소, 질소 화합물 그리고 탄소로만 이루어진 다이아몬드, 카본나노 튜브, 플로렌 수소로만 이루어진 수소 분자, 수소가 함유되어 있는 것도 무기 화합물에 해당된다. 유기는 탄화수소가 주가 된 경우만! 밝혀진 종류는 유기 화합물이 더 많다.
<Contrasts with Organic Chemistry>
- organic chemistry / inorganic chemistry / organometallic chemistry(유기 금속 화학)
- examples of inorganic compounds containing metal-metal multiple bonds 금속끼리 다중 결합
- examples of inorganic compounds containing bridging hydrogens and alkyl groups 수소가 브릿징 하는 경우는 별로 없고 터미널로 결합 무기에서는 브릿징 수소가 나타나고 알킬도 브릿징이 나타나는 것을 볼 것!
- examples of inorganic compounds showing typical geometries 다양한 기하구조를 볼 것!
- examples of inorganic compounds containing π-bonded aromatic rings 벤진이 파이결합으로 금속에 결합하는 무기화합물을 볼 것!
- examples of carbon-containing inorganic compounds 무기에서 탄소화합물이 어떤 것이 있는지 볼 것!
금속 간의 다중결합을 보여준다.금속과 탄화수소를 합친 것들이 유기금속화합물! 금속과 알킬기가 단일, 다중결합을 한다. 유기와 무기와 유기금속화합물의 유사점을 볼 수 있다. 메탈의 경우 최외각 전자가 d 오비탈을 갖고 있어서 추가로 결합(델타 결합)에 참여해서 더 많은 다중 결합을 형성할 수 있다.
오중결합을 갖고 있는데 결합에 참여하고 있는 금속은 크로뮴으로 얼리 트레이션 메탈(전기 전이 금속)이다.
지금까지 확인된 오중결합이 차수가 가장 큰 결합으로 알고 있다.
짧은 시간 존재하고 안정성이 낮아 분리하지 못하지만 분광학, 분석법으로 볼 수 있는 경우는 6중 결합까지 볼 수 있다.
- B2H6로 다이 보레인라고 하는 화합물이다. BH3는 불안정해서 안정한 화합물로 분리 못 됨. 수소 4개는 터미널로 존재하지만 보론사이 수소는 브릿징 역할을 한다.
- 크로뮴사이에서도 브릿지역할을 하며 알킬! 메틸기가 알루미늄사이에서 브릿지역할을 하는 것을 볼 수 있다.
- 알루미늄은 보론과 마찬가지로 최외각 전자가 3개밖에 없어서 옥텟규칙을 만족하기 위해 브릿징하는 수소나 알킬기를 이용해서 만족한다. 전자가 부족한 3족 원소에서 주로 많이 한다.
- 이러한 브릿징은 2개가 아니라 3개까지도 가능하다. Li, CH3 각 4개씩 있으며 CH3를 리튬 3개로 이루어진 삼각형 중심 위에 있으면서 3개 리튬과 동시에 결합한다. 메틸이 3개의 리튬사이브릿징 하게 된다.
- TiF6는 Ti에 6가지 리간드 결합으로 옥타히드랄 구조를 보여준다.
- XeF4는 사각평면 구조이고 Xe 비활성 기체지만 전기음성도가 엄청 큰 F과 같은 원소와 만나면 안정한 화합물을 만들 수 있다.
- Pt 의 기하구조는 사각평면이다. cis - Pt 유도체는 Pt가 중심금속이고 기하구조가 cis 구조로 되어 있고, 1세대 항암제로 작용한다. 치환기 Cl 자리에 있는 것이 떨어져 나가 DNA에 붙어 DNA 복제를 막아 암세포를 죽이는 역할을 한다.
- 백린 P4는 1동소체를 얘기할 때 P4로 말할 수 있다. 사면체 구조로 결합해서 이루어져 있다.
- 보라진! 보론3개 나이트로젠3개 수소 6개로 이루어진 화합물로서 무기밴진으로 알려져 있다. 구조만 봐도 벤진과 유사하고 평면구조이다. 벤진은 원래 4족인 탄소 6개로 결합을 하는데 3족인 보론과 5족인 나이트로젠이 4족의 탄소 두 개를 대신한다고 할 수 있다.
- 보론 12개가 있고 각 수소 1 개씩 있다. 면이 위에 5개 원통 돌아가면서 보면 10개 아래 5개 총 20면체로 Eicosa Hedral 라고 한다
- 흔히 보는 육각형 벤진링 말고 오각형 고리는 CP고리! 사이클로 펜타 다이에닐 고리로 결합된 중심 금속이 Fe인 것은 페로센이라고 합니다.
메탈로센이라고 주로 말하고 이러한 화합물을 샌드위치 화합물이라고 합니다. 아로매틱 링이 메틸과 결합할 때 Pi-delocalized electron으로 결합해서 pi만의 결합이라고 한다. ( 물론 시그마, 파이결합 할 때 다른 성격의 결합이지만...)
- Cp 고리에 선이 하나씩 있는데 H대신에 메틸기가 결합된 것이다. 경우에 따라 3층 샌드위치가 있는가 하면 두 개의 메탈이 메탈-메탈 본딩인 샌드위치가 있기도 하며 여러가지 기하학적 구조를 보인다.
- 위 화합물은 정확히 유기금속화합물인데 유기화합물 제외 다 무기로 보기로 했으니 무기화합물로 본다.
- 탄소가 중심 원소로 결합해 있는 특이한 화합물! 중심 원소는 보통 금속이고 리간드나 유기물로서 탄화수소인데 중심 원소에 카본이 있고, 메탈이 하나에 리간드 형태인데 메탈이 여러 개가 하나의 화합물에 들어간 경우 뭉치 화합물(Cluster Compund)라고 한다.
- 풀러렌 C60나 C70이나 더 적은 화합물이 있고 C60 유도체로 다른 화합물이 결합도 가능하다.
- 탄소로만 이루어진 나노튜브도 있다.
- 튜브가 펼쳐지면 그래핀이 된다. 이런 것 또한 무기 화합물이라고 할 수 있다.
- 나노튜브에 C60가 밖힌 완두콩(Peadpod) 깍지 모양의 탄소도 있다.
- 유기 금속화합물로 백금 원자로 연결된 다중 삼중 결합(Polyyne)도 있다.
'무기화학' 카테고리의 다른 글
| 무기화학 원자가 결합 이론 [Simple Bonding Theory] #6 (0) | 2021.12.05 |
|---|---|
| 무기화학 원자 구조 친화도, 주기 [Atomic Structure (affinity, period)] #5 (0) | 2021.12.03 |
| 무기화학 원자 구조 가리움 [Atomic Structure(shielding)] #4 (0) | 2021.12.02 |
| 무기화학 오비탈 이론 #3 (0) | 2021.12.01 |
| 무기화학 원자구조(Atomic Structure) #2 (1) | 2021.11.30 |