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1[변리사 1차] 08년 1회차
VSEPR(원자가껍질 전자쌍 반발) 이론을 이용하여 다음 5가지 화합물의 기하학적 구조를 예상할 때 나머지 4개와 구조가 다른 화합물은?
XeF4 NH4+ SO42- CH4 BF4-
1
XeF4
2
NH4+
3
SO42-
4
CH4
5
BF4-
해설
다섯 화학종 가운데 XeF₄만 사각평면(square planar) 구조이고 나머지 넷은 모두 정사면체 구조여서, 구조가 다른 것은 XeF₄이다.
Xe는 최외각 전자 8개 가운데 4개를 F와 나누어 쓰므로 중심 원자 주위에 결합쌍 4개와 비공유 전자쌍 2개, 곧 전자쌍 6쌍이 있다. 전자쌍 배치는 팔면체이고 반발이 가장 큰 비공유 전자쌍 2개가 서로 반대쪽 축을 차지하므로, 남은 F 4개는 한 평면에 정사각형으로 놓인다.
나머지 넷은 중심 원자에 비공유 전자쌍 없이 결합쌍만 4개 있어 전자쌍 배치와 분자 구조가 모두 정사면체로 같다.
- NH₄⁺와 CH₄는 중심 원자 N, C가 sp³ 혼성으로 결합쌍 4개만 가져 결합각 약 109.5°의 정사면체이다.
- SO₄²⁻와 BF₄⁻ 역시 중심 원자 주위에 σ결합 4개뿐이고 남는 전자쌍이 없어 정사면체이다.
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