수소 결합

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수소 결합
수소 결합

화학에서 수소 결합(水素結合)은 질소(N), 산소(O), 플루오르(F) 등 전기 음성도가 강한 원자 사이에 수소 (H)가 들어갔을 때, 전기 음성도가 강한 원자들과 수소 원자 사이에 생기는 약한 화학 결합이다.

목차

[편집] 수소 결합이 나타나는 예

물(H2O) 플루오르화수소(HF) 암모니아(NH3) 에탄올(C2H5OH) 아세트산(CH3COOH) 등 많은 물질에서 수소 결합이 나타난다.

[편집] 표기

화학에서 수소 결합을 표기할 때에는, 를 사용한다. 즉, X-H…Y 꼴로 표기한다.

예1) H-0-H…O-2H (수소 결합)
예2) H-F…H-F (플루오르화수소의 수소 결합)

[편집] 확인하는 방법

수소 결합X-H…Y(基)에 비(比)한다면, 이 중 X-H기의 신축 진동의 변화를 적외선 흡수 스펙트럼에 의해 확인할 수가 있다.

[편집] 물(H2O)의 수소 결합

에서의 수소 결합H-O-H…O-2H 형태로 나타난다.

분자에서 2개의 수소 원자가 부분적으로 (+)전하를 띄고, 산소 원자가 (-)전하를 띄어서 굽은형 구조를 나타낸다. 이 때 물은 극성을 띄게 되는데, 이런 극성 때문에 (+)전하를 띄는 수소 원자와 (-)전하를 띄는 산소 원자 사이에 강한 정전기적 인력이 생겨서 결합이 형성된다.

이 때 물 분자 사이에 생긴 수소 결합의 결합력(인력)은 다른 분자들의 결합들의 그 것에 비해 상대적으로 강하다. 따라서 물 분자 사이에 생긴 수소 결합의 강한 인력을 끊기 위해서 많은 에너지가 필요하므로, 결과적으로 끓는점어는점이 높아진다.

또한 수소 결합으로 인해 물에 많은 양의 을 담을 수 있기 때문에, 비열과 열용량도 커진다. 이 현상이 지구 생태계를 유지시키며, 바닷가에서 해풍과 육풍을 발생시키는 역할을 한다.

물은 수소 결합을 하기 때문에, 순수한 물은 섭씨 0도에서 얼어버린다. 이 때 물의 수소 결합으로 인해 얼음은 육각고리 모양의 결정을 형성하게 된다. 일반적으로 다른 물질들은 액체 상태 물질의 밀도보다 고체 상태의 물질의 밀도가 훨씬 큰 반면에, 수소 결합을 한 물의 경우에는 액체 상태의 보다 고체 상태의 얼음이 그 밀도가 훨씬 크다. 이런 현상 때문에 영하의 기후에서 호수의 물고기들이 살아갈 수 있게 되었다.

이 뿐만 아니라, 수소 결합의 강한 인력때문에, 물의 표면 장력도 커지게 되었다.

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