화학 결합

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물리화학 Physical Chemistry
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1. 개요2. 구성3. 결합 방식

3.1. 시그마 결합3.2. 파이 결합

4. 생화학5. 관련 문서

1. 개요

化學結合 / chemical bond

화학 결합은 원자 또는 원자단의 집합체에서 그 구성 원자들 간에 작용하여, 이를 하나의 단위체로 간주할 수 있게 하는 힘 혹은 결합을 말한다.

이 결합을 이용하여 화학적 합성을 수행할 수 있다. 구성 원자가 적을 경우에는 수소 결합이나 반데르발스 힘 등은 분자 간 인력(및 척력)으로만 간주된다. 하지만 단백질 분자와 같은 고분자 물질들에서는 이러한 분자 간 인력 역시 화학 결합으로 간주할 수 있다.

18족이 아닌 원소들은 화학결합을 통해서 비활성 기체(헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤 등)들과 같은 전자 배치를 이룬다. 여기서 화학 결합이 형성되는 까닭은 물질을 이루는 원소들의 원자 배치가 비활성 기체와 같아지는 것으로 설명할 수 있으며, 금속 원소의 원자는 전자를 잃은 양이온, 비금속 원소의 원자는 전자를 얻은 음이온이 되는 빈도가 더 높다.

그러나 한편 화학반응의 결과로 화학 결합을 이해해본다면 이들은 원자들의 재배열(rearrangement)이라는 점에서 이러한 분자들이 재형성하는 구조형태가 물리적인 면에서뿐만아니라 생화학적으로 시사하는 바가 크다는 사실은 매우 중요하다.[1] 대표적으로는 광합성이 잘 알려져 있다. 이러한 재배열(rearrangement)이 "분해와 재조립"이라는 이슈를 보여준다는 점도 참고해볼 수 있다.

2. 구성

3. 결합 방식

3.1. 시그마 결합

시그마 결합([math(\sigma)] bond)은 하나의 전자쌍을 가정할 때 이 두 개의 전자 사이에 만들어지는 화학 결합에서 결합축을 중심축으로 회전 대칭성을 갖는 단일 결합을 가리킨다. 혼성 오비탈의 두 돌출부가 서로 맞닿아 만들어진다.

3.2. 파이 결합

파이 결합([math(\pi)] bond)은 평행한 두 [math(p)] 오비탈이 옆으로 겹쳐 만들어지는 결합이다. 시그마 결합은 두 원자핵을 이은 [math(z)]축을 따라 형성되는 데 반해 파이 결합은 [math(x)]축이나 [math(y)]축을 따라 만들어지기 때문에 [math(z)]축의 전자 밀도가 [math(0)]이다.

4. 생화학

화학결합	예
공유결합	물(극성), 메테인(비극성), 포도당
수소결합	물, DNA
소수결합	세포막, 단백질 구조

5. 관련 문서

[1] Campbell Biology (9th Edition) by Jane B. Reece (Author), Lisa A. Urry (Author), Michael L. Cain (Author), & 3 morehttps://www.amazon.com/Campbell-Biology-9th-Jane-Reece/dp/0321558235