유기화학

저번 시간에는 기하 이성질체 (시스 트랜스 이성질체)에 대해 살펴보았다. 이번에는 구조 이성질체를 보자. 먼저 구조 이성질체란 화학식은 같으나 구조식이 다른 이성질체를 말한다. 그중 알케인에 대해 자세히 살펴볼 것인데, 예를들어 뷰테인(butane - C4H10)의 경우 구조 이성질체가 총 2가지 존재한다. 나중에 다 설명하겠지만 이해를 돕기 위하여 뷰테인의 이성질체 2가지를 보자. 다음과 같다. 위와 같이 화학식은 C4H10(butane)으로 같으나 구조식이 다른 경우가 존재한다. 그럼이제 메테인(methane) 부터 헵테인(heptane)까지 살펴보자. (1) 메테인(methane) - CH4 구조 이성질체 수 : 1가지 (2) 에테인(ethane) - C2H6 구조 이성질체 수 : 1가지 (3) 프..

앞서 우리는 이성질체의 전체적인 큰 틀을 살펴보았다. 복습하는 느낌으로 다시한번 보자. 오늘은 여기서 [입체 이성질체] - [부분 입체 이성질체] - [기하 이성질체(시스 트랜스 이성질체)] 를 다룰 것이다. 먼저 다음 두 개의 화합물을 보자. 1번과 2번은 각각 cis형과 trans형을 무작위로 나열한 것이다. (A, Q는 임의의 원소이다.) 본격적으로 cis형과 trans형이 무엇인지 알아보기전에 위 예시에서 cis형과 trans형을 유추해보아라 1. cis형 간단히 말해서 cis형은 같은 종류의 원자나 원자단이 같은쪽에 있는 경우이다. 즉, 다음과 같이 묶을 수 있으므로 [1]은 cis형이었다. 다음으로 trans형을 보자. 2. trans형 trans형은 cis형과 반대로, 같은 종류의 원자나 원..

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.