캐미스트리

불순물과 결함 반도체 불순물 반도체(impurity semiconductor)는 외성반도체(extrinsic semiconductor)이다. 외성반도체의 반대말은 진성반도체(intrinsic)이다. 순수한 물질 실리콘, 겔륨 등.. 그대로는 진성반도체이고, 도핑을 시킨, 불순물이 들어간, 외부에 자극, 열 등 줘서 결함 준 반도체 외성 반도체라고 한다. 불순물 반도체는 고유 진성(호스트)되는 물질이 실리콘, 저마늄이 있다면 ... 거기에 불순 물로 적은 양의 겔륨이 도핑 되어 들어가면 또 다른 예로는 실리콘에 보론이나, 알루미늄 들어간 것들도 있다. i) 마찬가지로 호스트 물질은 저마늄이고 불순물로 겔륨이 들어간 것이다. 저마늄이나 실리콘은 14족 원소로 원자가전자가 4개 있다. 알루미늄 보론 겔륨은 3..

오늘은 지난 7주 차 결정구조 이후 배울 것! 반지름비는 이온성 화합물에서 양이온, 음이온의 반지름 비에 해당한다. 일반적으로 음이온이 더 크기 때문에 반지름비를 나타날 때 반지름은 '양이온의 반지름/ 음이온의 반지름(=r+/r-)' 로 표시한다. 경우에 따라서는 분모 분자 바꿔서 나타날 때도 있다. 반지름 얘기할 때 코디네이션 넘버(배위 수)를 같이 타이틀로 제시한 이유는 반지름 비에 의해서 그 결정물질의 양이온과 음이온들의 배위수 즉, 양이온 주위에 음이온이 몇 개인지, 음이온 주위의 양이온이 몇 개 인지를 반지름비로 유추할 수 있다. 지난주에 대표적인 결정 구조 유형으로써 봤던 NaCl 구조 타입을 봤다. Na+ 주위의 6개의 Cl-가 옥타히드럴 구조로 둘러싸고 Cl-주위에도 Na+가 옥타히드럴구조..

7장은 결정성 고체 상태이다. 화학에서 분야를 나눌 때, 대표적인 다섯 가지 분야 물리, 유기, 무기, 분석, 생화학으로 나눌 수 있다. 그 외에 추가로 세분화하면 고분자, 고체, 계산 화학 등등이 있을 것이다. 어떤 화학의 한 분야라고 말할 수 있을 만큼 고체 화합물을 다루는 화학 분야는 상당히 넓다. 고체물질이 기본 물질은 무기물질이지만, 유기물 중에서도 고체 상태로 활용하기도 한다. 유기물 중 특히 고분자물질들은 고체 상태로 많이 쓰여 고체화학에 일부 포함되기도 한다. 고체 화학 분야도 상당히 넓은 7장에서는 무기물 중 결정성 고체 화합물에 대한 이론적인 배경, 화학적 현상, 개념을 배울 것이다. 처음 나오는 얘기는 결정구조이다. 결정구조는 고체 화합물이 모두 결정상태는 아니다. 결정상태의 반어는 ..

프론티어 오비탈과 산염기반응 배울 것인데, 산염기 정의에 Frntier Orbital 봤었는데... 루이스 산염기 설명하는 과정에서 분자궤도오비탈이론을 넣어 설명했던 한 부분에 불과했다. 어떤 경우에 산염기로 잘 결합하고 반응하는지 쉽게 설명해 줄 수 있다는 점에서 프론티어 산염기가 유용하다. 프론티어 오비탈(경계 궤도함수)! 경계는 가장 전방, 앞에 나가 있는 궤도함수에 해당한다. 분자궤도함수에서 전방에 있단 것은 에너지가 가장 높거나, 가장 낮은 unoccupied로 HOMO,LUMO가 곧 어떤 물질의 경계 궤도함수에 해당된다. 그런데 산염기어떻게 접목시켰냐면 산 루모와 염기의 호모가!!!! 다시 말해 산의 루모와 인터렉션 할 수 있는 적당한 시메트리를 갖는 호모의 전자쌍을 갖고 있는 것이 베이스이다..

지난 차시는 산 염기 정의 및 구분, 어떤 산 염기가 있는지 등 공부했다. 오늘은 산 염기의 세기에 관련된 것과 하드 소프트 개념 배울 것이다. 먼저 산 염기 세기에 있어서 소개될 것이 oxyacids(산소산: 산소원자가 포함되어 있는 )이다. 산소산의 산도는 화학식 보고 판단할 수 있는 기준이 있다. a) 여러 가지 산소산이 있을 때 중심 원자의 전기음성도가 클수록 더 강한 산이다. 탄산, 인산, 황산, 질산, 과염소산 순으로 더 센산이된다. 전기음성도가 클수록 해리돼서 만들어지는 음이온의 안정도가 중심원자의 전기음성도가 클수록 음이온의 마이너스 전하를 잡아당겨 안정화 시킨다. 고로 음이온이 안정화되면 음이온이 잘 형성되고, 수소이온이 음이온으로부터 잘 떨어져 나가 강산이 된다. b) 치환기의 유도효과..

6장은 산염기와 주개 받개 화학이다. 산 염기는 무엇을 주고받는 관계로 확장하면 주개 받개로 연결이 된다. 산염기는 정해져 있는!!!! 예를들어 암모니아가 산이나 염기냐 하면 암모니아는 염기라고 말하는데, 암모니아는 물에 녹아서 하드로옥사이드(OH-) 이온을 내놓으니 아레니우스 산염기(물에 녹아서 hydronium ion 또는 hydroxide ion 내놓느냐 따라 산염기가 결정된다.)의 염기이다. 또 비결합 전자쌍을 갖고 있으면서 비결합 전자쌍을 내놓으니 루이스 염기이다. 그렇지만 암모니아가 모든 조건에서 염기는 아니다. 아레니우스 , 루이스 정의에 의해서 염기인 것이지... 암모니아는 염기다 라는 것은 팩트가 아니라... 어떤 개념, 정의에 의해 염기이고 이런 전제 없이 무조건 염기는 아니다. 산염기..

다원자 분자로서 물 분자의 분자궤도함수 도표 그리기를 볼 것이다. 먼저 분자궤도함수 도표를 그리기 위해 분자의 기하구조를 그리고, 이 분자가 어떤 포인트 그룹에 속하는지 확인한다.(C2v) 기하구조는 굽은(bent) 구조이고, 중심 원자가 2주기 O 원소인 2s, 2p 오비탈 외부 원자 2개 H 1s 그룹 오비탈이 오버랩 되어있는 형태이다. 앞에서 나온 다원자분자는 선형분자여서 일직선상에 원자들이 놓여있었지만 물분자는 굽은 구조지만 외부원자가 H 원자로서 구형의 1s 오비탈 밖에 없어 단순한 모델로 시작하고, 점점 복잡한 걸로 넘어간다. 중심원자 O를 지나는 C2 rotation axis로써 z 축이 되고 원자를 다 포함하는 면을 시그마 (xz)로 하면서 x, y 축이 설정되어 있다. C2v 포인트 그룹..

지난 차시에서 다원자 분자의 분자궤도함수 도표를 그리는 것을 시작했고, 다원자분자에서 가장 간단한 분자인 FHF-이온에 대한 분자궤도함수 도표를 그려봤다. 오늘은 이어서 CO2 분자의 분자궤도함수 도표를 그릴 것이다. CO2 는 대표적인 선형 분자이다. FHF-와 비교했을 때 3개의 원자로 이루어진 분자이다. CO2 분자는 C가 중심 원자고 양쪽 끝에 O가 배열되어 있는 선형 분자로 이전 FHF-의 경우 중심 원자가 H로 원자로 중심 원자의 원자궤도함수가 구형의 1s 오비탈밖에 없다면 CO2 분자는 중심 원자가 C로 2주기 원소로서 원자궤도함수가 밸런스 오비탈로서 2s, 2p 오비탈이 있다는 점에서 FHF-보다 복잡해졌다. 그 외 나머지 내용은 동일하다. 정리해보면! CO2 분자는 중심 원자가 탄소이고 ..

광전자 분광학 (Photoelectron spectroscopy).. 보다 XPS라고 잘 알려졌다. - XPS는 미량 원소의 산화상태, 원소의 정성, 정량분석에 이용되는 방법이고, 특히 표면(surface sensitive)에 있는 원소들이 어떤 산화 상태로 얼마나 존재하는지 보는데 많이 쓴다. 분자 궤도함수에 왜 이 이야기가 나오는가? 분자 궤도함수 에너지 레벨이 얼마나 되는지 광전자 분광법으로 알아낼 수 있다. 일반적인 XPS(X-ray)를 쓰는 게 아니라 이보다 적은 에너지의 UPS(UV)를 사용한다. UPS는 분자 상태의 물질에 대해서 그들의 어떤 에너지 레벨을 조사한다고 해서 분자 광전자 분광법이라고도 얘기한다. 일반물리, 일반화학, 물리화학, 분석화학에서도 광전자 분광법에 대해 배워 왔는데 기..

지난 시간 원자 궤도함수가 합쳐져(오버랩) 분자 궤도 함수를 만드는 유형을 배웠다. s+s=시그마, p+p= 시그마 or 파 d+d= 시그마 or 파이 or 델타가 가능했다. 분자궤도함수 챕터에서 최종 목표는 주어진 분자가 있을 때 이 분자의 분자궤도함수 도표를 그리는 것이다. 목표 달성에 있어 첫 과정은 상대적으로 간단한 분자들의 분자궤도함수 도표를 그려보고, 간단한 분자로 동핵 이원자 분자의 도표를 볼 것이다. 그중에서도 no(less) obital mixing[분자 궤도함수 섞음이 적은]으로 2주기 원소로 16족 원소 이후 O2(F2, Ne2)가 있다. 상대적으로 주기율표상 같은 주기 중 오른쪽에 위치한 원소! 전기음성도가 큰 원소일수록 원자 궤도함수(atomic obital)의 에너지가 낮고 오비..