실험식 | 물질을 이루는 원자나 이온의 종류와 수를 가장 간단한 정수의 비로 나타낸 식을 실험식이라고 한다. 실험식은 조성식이라고도 하며, 물질을 구성하는 성분을 실험으로 알아낼 때 가장 먼저 구할 수 있는 화학식이다. 예를 들어 아세트산을 구성하는 원자 수의 가장 간단한 정수의 비가 C : H : O = 1 : 2 : 1 이므로 실험식은 CH20다.
분자식 | 분자 1개를 이루는 모든 원자들의 종류와 수를 나타낸 식을 분자식이라고 한다.
공유 결합 물질의 분자식과 실험식
아세트산과 폼알데하이드 : 아세트산은 탄소 원자 2개, 수소 원자 4개, 산소 원자 2개가 공유 결합하여 형성된 것이므로 분자식은 C2H4O2이다. 폼알데하이드는 탄소 원자 1개, 수소 원자 2개, 산소 원자 1개가 공유 결합하여 형성된 것이므로 분자식은 CH2O이다. 반면 아세트산과 폼알데하이드를 이루는 탄소, 수소, 산소 원자 수의 가장 간단한 정수비가 1:2:1이므로 실험식은 CH2O로 같다.
험식(empirical formula): 화합물에서 원자의 가장 간단한 정수비
아세틸렌(C2H2)과 벤젠(C6H6) → CH
퍼센트 조성으로부터 실험식을 얻은 과정
1. 퍼센트 조성을 실제 질량으로 바꾼다
2. 질량을 각 원소의 몰수로 변환한다
3. 각 원소들의 몰수의 정수비를 구한다
시성식 | 탄소 화합물의 성질은 몇 개의 원자가 결합한 원자단에 의해 결정되는데, 이러한 원자단을 작용기라고 한다. 비슷한 작용기를 가지는 화합물들은 공통적인 화학 성질을 공유하므로 작용기를 따로 쓰는 방법으로 화학식을 나타내면 이 물질의 간략한 성질을 쉽게 알 수 있다.
메탄올의 분자식은 CH4O로 나타낸다. 하지만 CH3OH의 형태로 표시하면 -OH 작용기(하이드록시기)를 가지며, C2H6O의 분자식을 가지는 에탄올 또한 C2H5OH로 표시하면 -OH 작용기를 가짐을 알 수 있다.
CH3OH나 C2H5OH의 형태로 작용기를 써서 나타내는 화학식을 시성식이라 한다. 분자식으로 표시하면 두 물질의 특성에 관한 정보는 잘 알 수 없지만, 시성식으로 표시하면 -OH를 통해서 이 물질들이 극성의 알코올이라는 것을 알 수 있게 된다.
구조식 | 분자를 이루는 원자 사이의 결합 모양과 배열 상태를 결합선을 사용하여 나타낸 식을 구조식이라고 한다.
- 아세트산의 구조식
제 4장 주기율표와 화합물의 명명
* 화학언어 → 화학명명법에 따라 정해짐 → 약간 암기 필요
4-1 원소의 분류: 금속과 비금속, 활성과 비활성 금속
그림 4-1 금속의 두 가지 성질
어떻게 원소를 두 부류로 나누는가?
* 금속(metal): 뽑힘성(철사), 퍼짐성(철판), 전기 및 열전도
* 비금속(nonmetal): 전기를 전도하지 않음. 기체, 액체 또는 무른 고체
그림 4-2 비금속
예외: 매우 굳은 비금속: 탄소(다이아몬드)
매우 무른 금속: 수은
* 준금속(metalloid): 금속과 비금속의 중간 성질
금속을 두 부류로 나누는 명확한 경계는 무엇인가?
* 금속의 반응성(활성 및 비활성)
① 비활성(inactive) 금속: 화학반응에 대한 저항력이 크다
금, 은, 구리 → 희귀성, 아름다움, 화학적으로 비활성
→ 貴金屬(noble metal)
그림 4-3 금속의 한 종류
② 활성(active) 금속: 공기나 물에 대해 반응성이 매우 크다
리튬, 나트륨, 칼륨 → 기름 속에 저장
4-2 주기율표
그림 4-4 주기율표
* 1865년 러시아인 D. Mendeleev와 1870년 독일인 L. Meyer에 의해 독자적으로 만들어짐
→ 원소를 원자량이 증가하는 순서로 배열하였을 때 같은 족에 속하는 원소가 일정한 주기를 두고 다시 나타남을 관찰
→ 이때까지 원자번호는 알려지지 않았음
초기 주기율표에 원소가 맞지 않으면 어떤 일이 생기는가?
* 문제점
① 어떤 족에서는 성질이 비슷하지 않은 원소가 배치되기도 하였다
→ 이런 원소는 유사한 성질을 갖는 원소의 족에 배치함으로 해결
→ 따라서 빈 자리가 생김
→ 예: 규소와 주석사이: eka-규소: 게르마늄
② 위치가 잘못 결정
예) 텔루르(Te, 원자번호 52, 원자량 127.60)은 요오드(I, 원자번호53, 원자량 126.90)보다 원자량이
더 크다
→ Mendeleev는 성질상 요오드는 브롬아래, 텔루르는 셀렌아래 놓여 야 한다는 것을 알았다
→ 원자량이 잘못 결정되었다고 생각
→ 원자량 대신 원자번호 순으로 배열하면 이런 문제가 생기지 않음
* 따라서 원소의 성질은 원자번호의 주기적 함수이다
→ 주기율표(週期律表, periodic table)
4-3 주기율표에서 주기와 족
* 주기율표에서 원소의 가로줄: 주기(period)
세로줄: 족(group)
* 족 번호: ① 로마숫자 뒤에 A 또는 B ② 1∼18까지의 수
원소를 족으로 분류할 수 있는가?
* 원소의 네 가지 분류
① 주족(또는 대표)원소(ⅠA∼ⅦA):
알칼리(alkali) 금속(ⅠA), 알칼리토(alkaline earth) 금속(ⅡA),
할로겐(halogen) 원소(ⅦA), 칼코겐(chalcogen) 원소(ⅥA)
② 영족(noble) 기체 또는 비활성(inert) 기체(Ⅷ족)
③ 전이(轉移, transition) 금속(B족 원소)
④ 내부전이(inner transition) 금속:
㉠ 란타나이드(lanthanide or 희토류, rare earth) 그리고 ㉡ 악티나이드(actinide)
4-4 주기율표의 사용법
* 주기율표의 원소의 위치로부터 그 원소가 ① 금속인지 비금속인지 그리고
② 실온에서 기체인지 고체인지를 알 수 있다
그림 4-4 주기율표
* 굵은 선 왼쪽: 금속(원소의 약 80%), 오른쪽: 비금속,
경계선: 준금속(metalloid or semimetal)
그림 4-5 원소의 물리적 상태
왜 온도를 명시하여야 하는가?
* 물리적 상태(고체, 액체, 기체) → 온도에 따라 변한다 → 25℃ 실온
① 기체: 주기율표 오른쪽 위(질소, 산소, 플루오르, 염소 등)와 영족기체
② 액체: 수은(금속)과 브롬(비금속) (29℃이상에서 갈륨과 세슘이 액체)
③ 고체: 그외 나머지 원소
* 비금속 원소의 분자
① 일원자 분자: 영족기체(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)
② 이원자 분자: H2, N2, O2 및 할로겐(F2, Cl2, Br2, I2)
③ 다원자 분자: P4(사면체), S8(왕관모양),
C(다이아몬드, 흑연, 풀러렌) (그물모양)
4-5 금속-비금속 이성분 화합물의 명명
* 유기화합물 → 주로 C, H, O로 이루어져 있다
* 무기화합물
→ 관용명(common name): H2O(water), NH3(ammonia), CH4(methane)
→ 체계적인 명명법 필요
금속과 비금속 사이에 화학적 성질 차이는 무엇인가?
(1) 이성분 화합물(binary compound): 두 종류의 원소로 이루어진 화합물
→ 금속-비금속, 비금속-비금속
→ 금속: ① 한가지 전하만을 갖는 금속(Ca2+),
② 두 가지 이상의 전하를 갖는 금속(Fe2+, Fe3+)
① 한 가지 하전만 가질 수 있는 금속
그림 4-6 대표원소의 일원자 이온
화합물에서 먼저 쓰는 원소를 어떻게 알 수 있는가?
㉠ 영어로 명명하거나 화학식을 쓸 때 금속을 먼저 쓰고 비금속을 나중에 쓴다
우리말로 쓸 때는 비금속을 먼저, 금속을 나중에 쓴다
㉡ 금속 양이온은 그대로, 음이온은 어간에 -ide(-화)를 붙인다
NaCl (sodium, chlorine) sodium chloride 염화 나트륨
CaO (calcium, oxygen) calcium oxide 산화 칼슘
㉢ 중성 화합물의 이름으로부터 화학식을 쓸 때 양전하의 수와 음전하의 수가 같도록 하여야 한다
Na+Cl-, Ca2+O2-, Mg2+Cl2-
② 한 종류 이상의 하전을 가지는 금속
염화칼슘(Ⅱ)는 왜 올바른 표현이 아닐까?
FeCl2, FeCl3,
㉠ Stock 법: 금속의 하전수를 금속이름 뒤의 괄호에 로마숫자로 표시
: 알려진 음이온의 하전을 이용하여 금속의 하전을 결정해야 한다
iron(Ⅱ) chloride 염화 철(Ⅱ), iron(Ⅲ) chloride 염화 철(Ⅲ)
㉡ 고전적인 법: 영어이름 어간에
ⓐ 낮은 산화상태의 금속에는 -ous,
ⓑ 높은 산화상태의 금속에는 -ic를 붙인다
ferrous chloride 염화 제 1철, ferric chloride 염화 제 2철
4-6 다원자 이온 화합물의 명명
표 4-1 다원자 이온
* 다원자 이온을 포함한 화합물의 거의 대부분 이온성
→ 명명할 때나 화학식을 쓸 때는 금속이온(양이온)을 먼저, 음이온은 나중에
* 다원자 음이온은 산소와 다른 원소 하나로 이루어져 있다
→ 산소산 음이온(oxyanion)
㉠ 산소산의 종류가 2개인 경우
ⓐ 산소의 수가 적은 음이온 → 어간에 -ite(접두어로 "아")를 붙인다
ⓑ 더 많은 음이온 → 어간에 -ate를 붙인다
SO32- sulfite(아황산) SO42- sulfate(황산)
㉡ 산소산의 종류가 4개인 경우(할로겐 원소)
ⓐ -ite 보다 산소가 하나 더 적으면, 접두사로 hypo-(하이포, 次亞)
ⓑ -ate보다 산소가 하나 더 많으면, 접두사로 per-(과) 를 붙인다
ClO- hypochlorite 하이포아염소산 이온
ClO2- chlorite 아염소산 이온
ClO3- chlorate 염소산 이온
ClO4- perchlorate 과염소산 이온
* 두 개이상의 원자로 구성된 어떤 음이온은 일원자 음이온처럼 행동
: 어간에 -ide(화)를 붙인다
: CN- cyanide 시안화 이온, OH- hydroxide 수산화 이온
* 염(salt): 양이온과 음이온의 결합으로 형성된 이온결합성 화합물
: OH-나 O2-이온과 양이온에 형성된 화합물은 염이라고 하지 않음
KNO3, CaSO4, NaCl
* 다원자이온을 가진 화합물을 명명하거나 화학식을 쓸 때 금속-비금속 의 경우와 같은 과정을 따른다
: 금속을 먼저 쓰고, 다원자 이온을 나중에 쓴다
예) Cr2(SO4)3 chromium(Ⅲ) sulfate 황산 크롬(Ⅲ)
4-7 비금속-비금속 이성분 화합물의 명명
왜 이염화칼슘이 합법적인 이름이 아닐까?
* 일반적으로 전기음성도가 작은 비금속을 큰 것보다 먼저 쓰고 명명
→ 순서: H(2.11), C(2.50), S(2.44), N(3.07), Br(2.74), Cl(2.83), O(3.50)
→ but, 수소(2.11)가
㉠ ⅥA족과 ⅦA족에 있는 비금속과 결합할 때 수소를 먼저 쓴다: H2O, HF
㉡ ⅢA족, Ⅳ족, Ⅴ족에 있는 비금속과 결합할 때 나중에 쓴다: BH3, CH4, SiH4, NH3, PH3
* 명명할 때
① 일반적으로 전기음성도가 작은 비금속을 먼저 명명하고, 전기음성도 가 큰 비금속은 나중에 명명하며
어간에 -ide(-화)를 붙인다
② 같은 비금속 화합물이 하나 이상 존재한다면, 각 원소의 수를 그리스 접두어를 이용하여 구별한다
→ Stock 법을 사용하지 않는다
→ ∵ 두 화합물의 식별이 용이하지 않기 때문
NO2 N2O4 둘 모두 nitrogen(Ⅳ) oxide 산화 질소(Ⅳ)
표 4-2 그리스 문자로 된 접두어
표 4-3 질소 산화물
사진: 이산화질소
* 비금속 원소 하나가 먼저 나올 경우에는 mono는 사용하지 않으나,
나중에 나올 경우에는 mono를 사용한다
* monoxide의 경우에 발음을 쉽게 할 수 있도록 mono의 o를 생략한다
* 관용명(common name)도 사용: H2O(water), NH3(ammonia) 등
규칙에 예외는 없는가?
* TiO2 titanium(Ⅳ) oxide 산화 티타늄(Ⅳ)
UF6 uranium(Ⅵ) fluoride 플루오르화 우라늄(Ⅵ)
→ 금속이온의 하전이 +3을 초과하여 화합물의 성질이 이온성보다는 공유성을 가질 때
→ 비금속-비금속 화합물처럼 명명하기도 한다
TiO2 titanium dioxide, UF6 uranium hexafluoride
4-8 산의 명명
* 산(acid): 수용액에서 H+을 내는 화합물(Arrhenius 이론)
* 이성분산(binary acid)
① 순수한 상태에서 수소는 +1 하전을 가지는 금속처럼 명명
HCl hydrogen chloride 염화수소
H2S hydrogen sulfide 황화수소
② 물에서 해리하였을 때
hydrogen → hydro-, -ide → -ic acid
HCl hydrochloric acid 염산
표 4-4 이성분산
* 산소산(oxyacid): 산소산 음이온으로부터 형성된 산
-ate → ic acid(산), -ite → ous acid (아- 산)
HNO3 nitric acid HNO2 nitrous acid
HClO hypochlorous acid HClO2 chlorous acid HClO3 chloric acid HClO4 perchloric acid
1.원자량
아세틸렌(C2H2)과 벤젠(C6H6) → CH
퍼센트 조성으로부터 실험식을 얻은 과정
1. 퍼센트 조성을 실제 질량으로 바꾼다
2. 질량을 각 원소의 몰수로 변환한다
3. 각 원소들의 몰수의 정수비를 구한다
시성식 | 탄소 화합물의 성질은 몇 개의 원자가 결합한 원자단에 의해 결정되는데, 이러한 원자단을 작용기라고 한다. 비슷한 작용기를 가지는 화합물들은 공통적인 화학 성질을 공유하므로 작용기를 따로 쓰는 방법으로 화학식을 나타내면 이 물질의 간략한 성질을 쉽게 알 수 있다.
메탄올의 분자식은 CH4O로 나타낸다. 하지만 CH3OH의 형태로 표시하면 -OH 작용기(하이드록시기)를 가지며, C2H6O의 분자식을 가지는 에탄올 또한 C2H5OH로 표시하면 -OH 작용기를 가짐을 알 수 있다.
CH3OH나 C2H5OH의 형태로 작용기를 써서 나타내는 화학식을 시성식이라 한다. 분자식으로 표시하면 두 물질의 특성에 관한 정보는 잘 알 수 없지만, 시성식으로 표시하면 -OH를 통해서 이 물질들이 극성의 알코올이라는 것을 알 수 있게 된다.
구조식 | 분자를 이루는 원자 사이의 결합 모양과 배열 상태를 결합선을 사용하여 나타낸 식을 구조식이라고 한다.
- 아세트산의 구조식제 4장 주기율표와 화합물의 명명
* 화학언어 → 화학명명법에 따라 정해짐 → 약간 암기 필요
4-1 원소의 분류: 금속과 비금속, 활성과 비활성 금속
그림 4-1 금속의 두 가지 성질
어떻게 원소를 두 부류로 나누는가?
* 금속(metal): 뽑힘성(철사), 퍼짐성(철판), 전기 및 열전도
* 비금속(nonmetal): 전기를 전도하지 않음. 기체, 액체 또는 무른 고체
그림 4-2 비금속
예외: 매우 굳은 비금속: 탄소(다이아몬드)
매우 무른 금속: 수은
* 준금속(metalloid): 금속과 비금속의 중간 성질
금속을 두 부류로 나누는 명확한 경계는 무엇인가?
* 금속의 반응성(활성 및 비활성)
① 비활성(inactive) 금속: 화학반응에 대한 저항력이 크다
금, 은, 구리 → 희귀성, 아름다움, 화학적으로 비활성
→ 貴金屬(noble metal)
그림 4-3 금속의 한 종류
② 활성(active) 금속: 공기나 물에 대해 반응성이 매우 크다
리튬, 나트륨, 칼륨 → 기름 속에 저장
4-2 주기율표
그림 4-4 주기율표
* 1865년 러시아인 D. Mendeleev와 1870년 독일인 L. Meyer에 의해 독자적으로 만들어짐
→ 원소를 원자량이 증가하는 순서로 배열하였을 때 같은 족에 속하는 원소가 일정한 주기를 두고 다시 나타남을 관찰
→ 이때까지 원자번호는 알려지지 않았음
초기 주기율표에 원소가 맞지 않으면 어떤 일이 생기는가?
* 문제점
① 어떤 족에서는 성질이 비슷하지 않은 원소가 배치되기도 하였다
→ 이런 원소는 유사한 성질을 갖는 원소의 족에 배치함으로 해결
→ 따라서 빈 자리가 생김
→ 예: 규소와 주석사이: eka-규소: 게르마늄
② 위치가 잘못 결정
예) 텔루르(Te, 원자번호 52, 원자량 127.60)은 요오드(I, 원자번호53, 원자량 126.90)보다 원자량이
더 크다
→ Mendeleev는 성질상 요오드는 브롬아래, 텔루르는 셀렌아래 놓여 야 한다는 것을 알았다
→ 원자량이 잘못 결정되었다고 생각
→ 원자량 대신 원자번호 순으로 배열하면 이런 문제가 생기지 않음
* 따라서 원소의 성질은 원자번호의 주기적 함수이다
→ 주기율표(週期律表, periodic table)
4-3 주기율표에서 주기와 족
* 주기율표에서 원소의 가로줄: 주기(period)
세로줄: 족(group)
* 족 번호: ① 로마숫자 뒤에 A 또는 B ② 1∼18까지의 수
원소를 족으로 분류할 수 있는가?
* 원소의 네 가지 분류
① 주족(또는 대표)원소(ⅠA∼ⅦA):
알칼리(alkali) 금속(ⅠA), 알칼리토(alkaline earth) 금속(ⅡA),
할로겐(halogen) 원소(ⅦA), 칼코겐(chalcogen) 원소(ⅥA)
② 영족(noble) 기체 또는 비활성(inert) 기체(Ⅷ족)
③ 전이(轉移, transition) 금속(B족 원소)
④ 내부전이(inner transition) 금속:
㉠ 란타나이드(lanthanide or 희토류, rare earth) 그리고 ㉡ 악티나이드(actinide)
4-4 주기율표의 사용법
* 주기율표의 원소의 위치로부터 그 원소가 ① 금속인지 비금속인지 그리고
② 실온에서 기체인지 고체인지를 알 수 있다
그림 4-4 주기율표
* 굵은 선 왼쪽: 금속(원소의 약 80%), 오른쪽: 비금속,
경계선: 준금속(metalloid or semimetal)
그림 4-5 원소의 물리적 상태
왜 온도를 명시하여야 하는가?
* 물리적 상태(고체, 액체, 기체) → 온도에 따라 변한다 → 25℃ 실온
① 기체: 주기율표 오른쪽 위(질소, 산소, 플루오르, 염소 등)와 영족기체
② 액체: 수은(금속)과 브롬(비금속) (29℃이상에서 갈륨과 세슘이 액체)
③ 고체: 그외 나머지 원소
* 비금속 원소의 분자
① 일원자 분자: 영족기체(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)
② 이원자 분자: H2, N2, O2 및 할로겐(F2, Cl2, Br2, I2)
③ 다원자 분자: P4(사면체), S8(왕관모양),
C(다이아몬드, 흑연, 풀러렌) (그물모양)
4-5 금속-비금속 이성분 화합물의 명명
* 유기화합물 → 주로 C, H, O로 이루어져 있다
* 무기화합물
→ 관용명(common name): H2O(water), NH3(ammonia), CH4(methane)
→ 체계적인 명명법 필요
금속과 비금속 사이에 화학적 성질 차이는 무엇인가?
(1) 이성분 화합물(binary compound): 두 종류의 원소로 이루어진 화합물
→ 금속-비금속, 비금속-비금속
→ 금속: ① 한가지 전하만을 갖는 금속(Ca2+),
② 두 가지 이상의 전하를 갖는 금속(Fe2+, Fe3+)
① 한 가지 하전만 가질 수 있는 금속
그림 4-6 대표원소의 일원자 이온
화합물에서 먼저 쓰는 원소를 어떻게 알 수 있는가?
㉠ 영어로 명명하거나 화학식을 쓸 때 금속을 먼저 쓰고 비금속을 나중에 쓴다
우리말로 쓸 때는 비금속을 먼저, 금속을 나중에 쓴다
㉡ 금속 양이온은 그대로, 음이온은 어간에 -ide(-화)를 붙인다
NaCl (sodium, chlorine) sodium chloride 염화 나트륨
CaO (calcium, oxygen) calcium oxide 산화 칼슘
㉢ 중성 화합물의 이름으로부터 화학식을 쓸 때 양전하의 수와 음전하의 수가 같도록 하여야 한다
Na+Cl-, Ca2+O2-, Mg2+Cl2-
② 한 종류 이상의 하전을 가지는 금속
염화칼슘(Ⅱ)는 왜 올바른 표현이 아닐까?
FeCl2, FeCl3,
㉠ Stock 법: 금속의 하전수를 금속이름 뒤의 괄호에 로마숫자로 표시
: 알려진 음이온의 하전을 이용하여 금속의 하전을 결정해야 한다
iron(Ⅱ) chloride 염화 철(Ⅱ), iron(Ⅲ) chloride 염화 철(Ⅲ)
㉡ 고전적인 법: 영어이름 어간에
ⓐ 낮은 산화상태의 금속에는 -ous,
ⓑ 높은 산화상태의 금속에는 -ic를 붙인다
ferrous chloride 염화 제 1철, ferric chloride 염화 제 2철
4-6 다원자 이온 화합물의 명명
표 4-1 다원자 이온
* 다원자 이온을 포함한 화합물의 거의 대부분 이온성
→ 명명할 때나 화학식을 쓸 때는 금속이온(양이온)을 먼저, 음이온은 나중에
* 다원자 음이온은 산소와 다른 원소 하나로 이루어져 있다
→ 산소산 음이온(oxyanion)
㉠ 산소산의 종류가 2개인 경우
ⓐ 산소의 수가 적은 음이온 → 어간에 -ite(접두어로 "아")를 붙인다
ⓑ 더 많은 음이온 → 어간에 -ate를 붙인다
SO32- sulfite(아황산) SO42- sulfate(황산)
㉡ 산소산의 종류가 4개인 경우(할로겐 원소)
ⓐ -ite 보다 산소가 하나 더 적으면, 접두사로 hypo-(하이포, 次亞)
ⓑ -ate보다 산소가 하나 더 많으면, 접두사로 per-(과) 를 붙인다
ClO- hypochlorite 하이포아염소산 이온
ClO2- chlorite 아염소산 이온
ClO3- chlorate 염소산 이온
ClO4- perchlorate 과염소산 이온
* 두 개이상의 원자로 구성된 어떤 음이온은 일원자 음이온처럼 행동
: 어간에 -ide(화)를 붙인다
: CN- cyanide 시안화 이온, OH- hydroxide 수산화 이온
* 염(salt): 양이온과 음이온의 결합으로 형성된 이온결합성 화합물
: OH-나 O2-이온과 양이온에 형성된 화합물은 염이라고 하지 않음
KNO3, CaSO4, NaCl
* 다원자이온을 가진 화합물을 명명하거나 화학식을 쓸 때 금속-비금속 의 경우와 같은 과정을 따른다
: 금속을 먼저 쓰고, 다원자 이온을 나중에 쓴다
예) Cr2(SO4)3 chromium(Ⅲ) sulfate 황산 크롬(Ⅲ)
4-7 비금속-비금속 이성분 화합물의 명명
왜 이염화칼슘이 합법적인 이름이 아닐까?
* 일반적으로 전기음성도가 작은 비금속을 큰 것보다 먼저 쓰고 명명
→ 순서: H(2.11), C(2.50), S(2.44), N(3.07), Br(2.74), Cl(2.83), O(3.50)
→ but, 수소(2.11)가
㉠ ⅥA족과 ⅦA족에 있는 비금속과 결합할 때 수소를 먼저 쓴다: H2O, HF
㉡ ⅢA족, Ⅳ족, Ⅴ족에 있는 비금속과 결합할 때 나중에 쓴다: BH3, CH4, SiH4, NH3, PH3
* 명명할 때
① 일반적으로 전기음성도가 작은 비금속을 먼저 명명하고, 전기음성도 가 큰 비금속은 나중에 명명하며
어간에 -ide(-화)를 붙인다
② 같은 비금속 화합물이 하나 이상 존재한다면, 각 원소의 수를 그리스 접두어를 이용하여 구별한다
→ Stock 법을 사용하지 않는다
→ ∵ 두 화합물의 식별이 용이하지 않기 때문
NO2 N2O4 둘 모두 nitrogen(Ⅳ) oxide 산화 질소(Ⅳ)
표 4-2 그리스 문자로 된 접두어
표 4-3 질소 산화물
사진: 이산화질소
* 비금속 원소 하나가 먼저 나올 경우에는 mono는 사용하지 않으나,
나중에 나올 경우에는 mono를 사용한다
* monoxide의 경우에 발음을 쉽게 할 수 있도록 mono의 o를 생략한다
* 관용명(common name)도 사용: H2O(water), NH3(ammonia) 등
규칙에 예외는 없는가?
* TiO2 titanium(Ⅳ) oxide 산화 티타늄(Ⅳ)
UF6 uranium(Ⅵ) fluoride 플루오르화 우라늄(Ⅵ)
→ 금속이온의 하전이 +3을 초과하여 화합물의 성질이 이온성보다는 공유성을 가질 때
→ 비금속-비금속 화합물처럼 명명하기도 한다
TiO2 titanium dioxide, UF6 uranium hexafluoride
4-8 산의 명명
* 산(acid): 수용액에서 H+을 내는 화합물(Arrhenius 이론)
* 이성분산(binary acid)
① 순수한 상태에서 수소는 +1 하전을 가지는 금속처럼 명명
HCl hydrogen chloride 염화수소
H2S hydrogen sulfide 황화수소
② 물에서 해리하였을 때
hydrogen → hydro-, -ide → -ic acid
HCl hydrochloric acid 염산
표 4-4 이성분산
* 산소산(oxyacid): 산소산 음이온으로부터 형성된 산
-ate → ic acid(산), -ite → ous acid (아- 산)
HNO3 nitric acid HNO2 nitrous acid
HClO hypochlorous acid HClO2 chlorous acid HClO3 chloric acid HClO4 perchloric acid
1.원자량
질량수가 12인 탄소 원자의 질량을 12.00으로 정하고, 이것을 기준으로 하여 비교한 다른 원자의 상대적인 질량 값→ 원자량은 단위가 없음
- 원자량이 필요한 이유: 원자 1개의 실제 질량이 매우 작아 불편하기 때문에 원자의 질량을 상대적으로 비교한 질량값인 원자량을 실제 질량 대신 사용
→ 수소 원자의 원자량이 1이라는 것은 1H 원자 1개의 질량이 ➞ 12C 원자 1개 질량의1/12이라는 의미이다.
▶ 평균 원자량 구하기
- 동위 원소의 존재: 자연계에는 원자 번호(양성자 수)는 같지만 중성자 수가 달라 질량수가 다른 동위 원소가 존재
- 예) 수소의 동위 원소: 1H, 2H, 3H, 탄소의 동위 원소: 12C, 13C
- 평균 원자량: 원소에서 각 동위 원소의 존재 비율을 고려하여 평균을 구한 원자량
- 예) 탄소(C)의 평균 원자량 구하기
[1단계] 자연계에 존재하는 탄소의 동위 원소: 12C 98.90 %, 13C 1.10 %
[2단계] 탄소의 평균 원자량 = 12X98.90+13X1.10/100= 12.011
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2.분자량
- 분자를 구성하는 성분 원자들의 원자량을 모두 합한 값→ 분자량은 단위가 없음
분자식
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O2
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H2O
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CO2
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분자
모형
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원자
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OO
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HO H
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OC O
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원자량
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16.0 16.0
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1.016.01.0
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16.012.016.0
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분자량
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16.0X2=32.0
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1.0X2+16.0=18.0
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16.0X2+12.0=44.0
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3. 실험식량
- 실험식을 이루는 원자량의 합으로, 분자로 존재하지 않는 이온 결정, 원자 결정, 금속 결정은 실험식량으로 화학식량을 나타냄
- 예) 염화 나트륨(NaCl)의 실험식량: 나트륨의 원자량(23.0)+염소의 원자량(35.5)=58.5
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