밤샘화학

앞서 이형태체를 간단히 배워보았다. 이제 이성질체에 대해 알아보자. 먼저 이성질체의 전체적인 줄기는 다음과 같다. 차례대로 간단하게 살펴보자. 이성질체는 물리적, 화학적, 광학적 성질들이 다른 물질들을 말한다. 여기서 구조식이 같은가 다른가의 기준으로 1. 구조이성질체와 입체 이성질체로 나뉜다. 구조 이성질체를 살펴보면 위와 같은 예시가 존재하는데, 딱봐도 구조식이 다름을 알 수 있다. 지금은 이렇게 대략적으로만 알고 있자. 다음 강의부터 하나하나 자세히 다룰 것이다. 다음으로 구조식은 같으나 공간적 배향이 다른 입체 이성질체는 다시 두가지로 나뉘는데 2. 부분 입체 이성질체와 거울상 이성질체로 나뉜다. 이중 거울상 이성질체는 다음과 같은 것이다. 말 그대로 서로 거울에 비췄을때 나타나는 관계이다. 그리..

앞서 Ethane과 Buthane의 이형태체에 대해 공부했다. 이번에는 이러한 알케인 이형태체들을 정리하고 문제를 살펴보자. * 이형태체가 2개 존재하는 경우 위의 경우들은 모두 어긋난 이형태체와 겹쳐진 이형태체가 각각 1개씩 존재하여 총 2개 존재하는 것들이다. 공통점은 전면과 후면 탄소 중 적어도 하나의 탄소에 붙은 3개의 물질(H or CH3)이 모두 같다는 것이다. 또 다른 예시를 살펴보자. * 이형태체가 4개 존재하는 경우 위의 경우들은 모두 어긋난 이형태체와 겹쳐진 이형태체가 각각 2개씩 존재하여 총 4개 존재하는 것들이다. 이제 아래의 문제를 통해 복습해보자.

앞서 Ethane(에테인)의 이형태체를 공부했다. Ethane의 경우 이형태체가 딱 2가지만 존재하여 이해하기 쉬웠다. 그러나 이번에 배울 Butane은 4가지가 존재하니 꼼꼼히 보도록 하자. Butane의 구조식은 다음과 같이 볼 수 있다. 이 또한 Ethane(에테인)과 마찬가지로 탄소 2개 중 하나는 전면 다른 하나는 후면 탄소로 기준을 잡고 생각해 볼 수 있다. 그럼 이때 가장 안정하게(위치에너지가 가장 작게) 배치되는 경우는 언제인가? 일단 어긋나게 배열되어야 할 것이다. 그렇다면 다음 3가지가 존재한다. 이중 가장 안정한 경우는 무엇일까? 직관적으로 CH_3의 위치 에너지가 H 보다 더 클 것이므로 CH_3 끼리 더욱 멀리 떨어져 있어야 위치에너지가 작을 것이다. 즉, 가운데 그림의 경우가 가..

Ethane(에테인) 에서는 다음과 같이 2가지 입체 배열이 가능하다. 앞서 말했듯이 왼쪽의 위치에너지가 오른쪽의 위치 에너지보다 큼을 알 수 있다. 그 이유는 왼쪽의 경우 앞뒤 수소가 서로 겹쳐져 있으므로 오른쪽의 경우 보다 수소 끼리의 거리가 가까워져 반발력이 세지므로 위치 에너지 또한 커지기 때문이다. 이를 그래프로 나타내면 다음과 같다 가록축은 회전각을 나타내고 세로축은 위치에너지를 나타낸다. 쉽게 해석할 수 있을 것이다.

우리는 지금까지 여러 탄소 화합물들의 명명법을 배워왔다. 사실 단일 결합으로 이루어진 분자는 탄소와 탄소결합의 자유로운 회전이 가능하므로 같은 화학식이더라도 다양한 입체 배열을 할 수 있다. 이를 이형태체라고 부른다. 위 그림을 보면 앞쪽(전면) 탄소에 붙어 있는 3개의 수소와 뒸쪽(후면) 탄소에 붙어 있는 3개의 수소가 서로 비틀려(어긋나) 배치되어 있음을 알 수 있다. 아래의 오른쪽 그림은 이와 반대되는 경우인데 전면 탄소에 붙어 있는 3개의 수소와 후면 탄소에 붙어 있는 3개의 수소가 서로 겹쳐서 배치되어 있음을 알 수 있다. 또한, 겹쳐진 형태에서는 어긋났을 때보다 앞뒤 수소의 반발력이 더욱 커지므로 위치에너지가 증가한다. 다음 시간에는 ethane 에서의 이형태체를 살펴보자.