![[물리화학] 원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/358/357067-0001.gif)
![[물리화학] 원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/358/357067-0002.gif)
![[물리화학] 원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/358/357067-0003.gif)
![[물리화학] 원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/358/357067-0004.gif)
![[물리화학] 원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/358/357067-0005.gif)
![[물리화학] 원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/358/357067-0006.gif)
분야
hwp원자가(전자) 결합 이론(Valence electron bond theory)
1. 의의
2. 이론적 배경 (Born-Oppenheimer 근사법)
3. 정의
4. 중요한 특징
5. 한계점
기존의 고전역학에선 분자모형을 VSEPR이론을 통해 다뤘다. VSEPR(원자가 껍질 전자쌍 반발)이론에선 분자를 구성하는 각 원자들의 원자가 전자쌍들이 최대한 서로간의 전기적 반발력을 줄이는 방향으로 배열된다는 점에 착안해 분자의 대체적인 기하학적 모형을 구할 수 있었다. 그러나 근본적으로 분자를 이루는 화학결합이 왜 일어나는가와 어떤 메카니즘에 의해서 화학결합이 형성되는지에 대해선 대답하지 못했다.
그런 의미에서 원자가 전자 결합이론은 최초로 분자를 형성하는 화학결합을 양자역학적인 측면에서 설명한 이론이다.
2. 이론적 배경 (Born-Oppenheimer 근사법)
분자와 같이 여러 개의 전자를 갖는 입자내의 파동함수를 다룰 경우엔 정확한 해를 구하기가 불가능하기에 Born-Oppenheimer 근사를 통해 파동함수를 구한다. 이 때 상대적으로 무거운 핵을 고정상태라 가정하고 전자들만의 파동함수를 구한다.(이는 굳이 VB이론뿐 아니라 MO이론에도 적용된다.)
2원자 분자의 경우 핵간 거리를 달리 취해가며 전자의 파동함수에 대한 슈뢰딩거 방정식을 풀면 각 핵간 거리에 따른 분자의 퍼텐셜 에너지 곡선을 얻을 수 있다.
Born-Oppenheimer 근사의 예외 : 핵이 상대적으로 무겁기에 거의 운동하지 않는다고 가정했지만, 일부 들뜬 중합체 분자의 경우 분자자체의 운동이 분자내 전자의 운동에 비할 만 하기에 핵의 움직임을 고려해야 한다. 또한 바닥상태 양이온의 경우엔 전자-핵간 거리가 작고 sheilding이 적어 전자가 핵에 강하게 붙들려 있게 된다. 따라서 전자의 운동이 원자상태에 비해 감소하기에 핵의 운동을 무시할 수 없게 된다.
3. 정의
VB이론은 한 원자의 궤도함수에 있는 원자가 전자(orbaital내 홀전자) 가 다른 원자 궤도함수의 원자가 전자와 서로 반대인 스핀을 가진 전자쌍을 이룰 때 분자결합이 형성된다고 본다. (이 때 두 궤도함수가 겹쳐진다.) 즉 분자를 형성하는 화학결합중에서도 전자쌍을 공유하는 공유결합의 매카니즘을 다룬다.
4. 중요한 특징
- 결합을 이룰 때 두 원자가 전자쌍의 스핀은 서로 반대방향이다. (Pauli principle)
- 두 원자의 궤도함수 겹침부분(전자쌍에 의해 생긴 핵간 영역)의 전자밀도가 증가한다.
- 반드시 orbital에 홀전자가 존재해야 결합이 형성된다. (예를 들어, H의 경우 1s 오비탈 에 홀전자가 존재하므로 분자를 형성하지만, He는 2s 오비
