극성분자
[ polar molecule , 極性分子 ]
- 전기 쌍극자모멘트를 갖는 분자.
공유결합을 하는 분자들은 대부분 비금속이기 때문에 서로 공유전자쌍을 차지하려고 한다. 그 속에서 공유전자쌍을 끌어당기는 힘의 우열이 생기게 되는데, 이것이 극성을 나누게 된다. 일반적으로 쌍극자모멘트가 1D(＝10-18cgs-esu) 정도 이상인 분자를 보통 극성분자 또는 유극성분자라고 한다.
물분자는 전형적인 극성분자로서 1.84D의 쌍극자모멘트를 가진다. 염화수소분자는 1.03D, 암모니아분자는 약 1.5D, 에틸에테르는 약 1.1D, 아세톤은 2.84D로, 이들 모두 유극성분자이다. 한편, 아르곤·수소·질소분자 등은 쌍극자모멘트가 0으로 무극성이며, 일산화탄소분자는 0.1D 정도이고, 또 이황화탄소는 약 0.3D이며, 이 정도는 보통 무극성으로 간주한다.
사염화탄소 개개의 C Cl결합은 결합모멘트를 가지고 있지만 중심이 대칭구조를 가지므로 분자로서는 쌍극자모멘트가 0으로 무극성이다. 유극성분자로 이루어지는 용매를 유극성용매 또는 극성용매라고 한다.
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무극성 분자
[ 無極性分子 ]분자 내에서 전하가 균일하게 분포되어 극성을 띠지 않는 분자로서, CO2, BF3, CH4, Cl2, C6H6 등과 같이 같은 원자로 이루어진 분자는 모두 무극성 분자이다. 무극성 공유 결합만으로 이루어진 분자는 분자 전체에서 전자의 치우침이 없으므로 무극성을 띤다. 그런데 극성 공유 결합을 포함하는 분자라도 극성이 상쇄되면 무극성 분자가 된다. 극성 분자가 부분적으로 전기적 성질을 나타내는 데 반해 무극성 분자는 부분적으로 전기적 성질을 나타내지 않는다.
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쌍극자모멘트[ dipole moment , 雙極子- ]
- 쌍극자 사이의 세기와 거리를 곱한 것이다. 전기쌍극자모멘트의 방향은 음(-)전하로부터 양(+)전하로 향하는 벡터량으로 나타내며, 전하로 이루어지는 전기쌍극자모멘트와, 자기쌍극자에 의한 자기쌍극자모멘트가 있다.
쌍극자·이중극자(二重極子)모멘트, 이극자모멘트라고도 한다. 크기가 같은 양(陽)과 음(陰) 두 극이 아주 가까운 거리를 두고 마주하고 있을 때 이 두 극을 쌍극자라고 하는데, 이때 두 극의 세기와 거리를 곱한 것을 쌍극자모멘트라고 한다.
이것은 방향을 고려하여 음(-)극에서 양(+)극을 향하는 벡터로 나타낸다. 양·음의 전하(電荷)로 구성되는 쌍극자에 의한 전기쌍극자모멘트와, 자기쌍극자에 의한 자기쌍극자모멘트가 있다.
한 분자의 음전하 무게중심과 양전하의 무게중심이 정확히 일치되지 않으면 쌍극자모멘트를 갖게 된다. 전기장 하에서 모든 분자들은 일그러진 편극(distortion polarization)이 발생하기 때문에 유도된 쌍극자모멘트(전기장 방향과 거의 평행하도록 정렬된다)를 갖는다.
원자에 외부전기장을 작용시키면 전기쌍극자는 그 전자의 분포가 편재(偏在)하게 된다. 물·암모니아 염화수소와 같은 종류의 분자는 외부전기장의 작용 없이도 전기쌍극자를 가지기도 하는데, 이들을 유극분자(有極分子)라고 한다. 유극분자의 쌍극자모멘트는 10-18CGSesu(CGS정전기단위) 정도가 가장 많으며, 보통 단위 D(디바이:CGSesu 또는 가우스단위의 10-18배)를 사용하여 나타낸다.
자기쌍극자는 작은 자석이나 작은 환상전류(環狀電流)를 비롯하여 전자·양성자·중성자(中性子) 등 소립자(素粒子)나 원자핵·원자·분자 등으로 알려져 있으며, 큰 자석 또는 보통 자성체(磁性體)는 자기쌍극자의 집합으로 간주하고 있다.
[네이버 지식백과] 쌍극자모멘트 [dipole moment, 雙極子-] (두산백과)