일반화학 - 무기화학과 유기화학 [환경의 끝]

5. 무기, 유기화학

 

* 착이온 = 중심금속 + Rigand(배위수 나타냄) - 배위수 2(직선) 4(사각평면, 정사면체) 6(정팔면체)

- 1자리 리간드 : NH3, CO, Cl- CN- H2O 등

- 2자리 리간드 : en(에틸렌디아민), 옥살산이온 등

- 3자리 리간드 : EDTA 등

 

* 이성질체 -> 물리화학적 성질이 서로 크게 다름

- 구조 이성질체 : 화학결합이 다름

- 입체 이성질체 : 화학결합 같으나 공간배열 다름

1) 기하 이성질체 : 배위수 4(사각평면O,정사면체X),6에서 발생(정팔면체)

M – AAAA, AAAB 이성질체 X / M- AABB(시스), ABAB(트랜스)에서 기하 이성질체 발생

cis – 쌍극자O, 끓는점 높다(반발력) / trans- 쌍극자 X, 끓는점 낮다

2) 광학 이성질체 : 화학결합 같은 형태, 거울상(손대칭 또는 카이랄성) - 효소

 

* 결정장 이론 : 금속이온과 리간드 사이 d오비탈의 에너지 준위가 갈라지는 현상

전체 에너지 낮아지는 쪽으로 결합하여, 색 차이, 상자기성 설명 가능

짝지음에너지, 결정장 분리 두가지 요소 고려 -> 팔면체장 (결정장 분리 크다 )

CN- > NO2- > en > NH3 > NCS- > H2O > F- > Cl- > Br- > I-

<- 저스핀(팔면체) -> 고스핀(사면체)

- 반발력 우세, 결정장 분리 크다, 강한장리간드 - 약한장리간드, 결정장분리 작다

- d오비탈 아래 먼저 짝지어진 후 위 2개 d오비탈 - d 아래 3개 이후 위 d오비탈 ->아래

- 보라색 (노랑) 녹색 적색 (흡수파장 반비례)

 

- - (eg) x2-y2, z2 위아래 반대 xy yz zx

- - - (t2g) xy,yz,xz x2-y2 , z2

 

* 상자기성과 반자기성

상자기성 - 홀전자 존재하는 경우 trans형 A B A B 형

반자기성 – 짝지음 에너지 관련 cis형 A A B B처럼 짝지어 있는경우

 

* 방사성 붕괴

a붕괴 : 질량수 4 감소, 원자번호 2감소(헬륨입자 방출)

베타붕괴 : (전자 방출) 중성자 -> 양성자로 바뀌면서 원자번호 1 증가

감마붕괴 : 원자번호, 질량수 변화 X

-> a선 < b선(100배) < r선(1000배)

 

 

 

2. 유기화합물

 

* 알케인(알칸) ======================= 알켄 ============================== 알카인

-> 반응성 증가/ 치환반응에서 첨가반응으로 변화/ 파라핀계- 올레핀계-아세틸렌계

 

- 알케인

C 4개부터 구조 이성질체 존재(C4(2개), C5(3개), C6(5개))

직선식(노말) , 가지형(아이소) / 전기전도도 X / 치환반응(발열반응) / 수소결합 X/ 분자량 비례

직선식이 아이소보다 표면적 커서 끓는점 높다(반데르발스 증가)

 

- 사이클로알케인 CnH2n : 알켄과 이성질체, 사이클로헥세인 의자형(trans)이 배모양보다 안정(cis)

 

* 벤젠 : 불포화결합, 안정하나 반응성은 떨어짐

 

- 페놀 : 벤젠과 동일한 형태에서 수소원자 하나가 수산화기 –OH로 치환된 형태 C6H5OH

산성을 띄며, 끓는점 높다, 금속 나트륨과 반응하며, 카복실산과 에스테르화반응 함

1,2,3가 페놀 존재하며, 염화철에 청자색 발색반응, 브롬수에 백색 침전

- 톨루엔 : 벤젠과 동일한 형태에서 수소원자 하나가 메틸기 –CH3으로 치환된 형태 C6H5CH3

 

* 알코올 : 탄화수소에서 수소원자 하나가 수산화기 –OH로 치환

 

 

* 참고

 

* 저마늄(Ge) : 원자가 전자 4개 -> 8개 안정해지려면 크립톤(K)과 같은 구조

* 1차 이온화에너지의 크기 비교

* KMnO4 -> 5가의 산화제

* 부피보정 pv=nRT에서 v=T/p 현재 온도, 압력 분자 분모, 질량보정의 경우 역수

* 화학적 성질 구별하는 식, radical 표시, 분자의 특성 나타내는 식 -> 시성식

* F= 9/5 C + 32

* 고체 -> 액체 물 1g당 80cal/ 액체 물 1도 상승 1cal / 액체 -> 기체 물 1g 당 539cal

* 물의 끓는점 -> 외부압력에 비례, 외부압력 낮을수록 끓는점 낮고, 높을수록 끓는점 증가

* 물의 끓는점 -> 증기압에 반비례, 증기압 클수록 끓는점 낮다 / 증기압 외부압력 반대개념

* 엔탈피 dH 낮을수록 안정

* 활성화에너지와 반응속도 반비례관계 / 활성화에너지 낮을수록 반응속도 빠르다

* dH = 정반응의 활성화에너지 – 역반응의 활성화에너지

* 엔탈피 열량계 이용 측정가능 ? -> 불가능, 엔탈피는 절대에너지이므로 측정 불가능하다

* 반응의 자발성 판단 -> 긱스 자유에너지G 이용 –RTlnK, H-TdS <0

* 기체분자의 반응 반응성 큰것에서 작은 것으로 반응 진행 F>Cl>Br>I

* PV=nRT에서 PV는 에너지(공급 발열량 개념) -> nRT의 값이 발열량계산 R=8.2J/molK

* 할로젠족 끓는점 비교 HF>HI> HBr>HCl

* 산화 -> 산소얻, 전자잃, 수소잃

* 산의 세기 : 전기음성도 클수록, 결합 약할수록- 해리잘될수록, 원자반지름 클수록 세다

* pH = pKa + log(염/산)(mol농도) , 염기, 산의 농도는 반응비에 맞춰서 대입

* 끓는점 비교 -> 수소결합 > 극성> 무극성 > 비활성기체

* n형반도체 15족, p형반도체 13족

* N , F 반자기성, 나머지 대부분 상자기성 , C는 둘다가능하다고 보면 된다