3-3-2. 수소 결합
1. 수소 결합은 어떻게 해서 생기나?/
물은 매우 독특한 성질을 갖습니다.
앞에서 배운 것처럼 분자량이 클수록 분산력이 크므로
끓는점도 높은 것이 보통인데,
물은 분자량이 겨우 18로 상온(섭씨25도)에서
기체인 이산화탄소 분자량 44의 반에도 미치지 못하는데
끓는점이 100도로 매우 높은 것은
물 분자 간에 작용하는 매우 강한 인력 때문인데,
이것을 수소 결합이라 합니다.
이번에는 수소 결합에 대해서 배웁니다.
1. 수소 결합은 어떻게 해서 생기나?
여러분들은 전기 음성도가 무엇인지 이미 배웠죠?
잘 생각이 안 나면 다시 한번 생각해 봅니다.
공유 결합을 하고 있는 공유 전자쌍을 끌어당기는 힘이
바로 전기 음성도이고,
그 세기 순서로 몇 가지는 외울 것을 다시 강조합니다.
F, O, N, Cl, Br...
이 중 F, O, N 원자에 수소가 결합한 화합물들의 끓는점은
분자량이 비슷한 다른 화합물에 비해 매우 높은데
그 이유를 수소 결합으로 설명합니다.
그림에서 전기 음성도가 매우 큰 F가
공유 전자쌍을 강하게 끌어당겨 부분 전하가 생기면
정전기적 인력에 의해 분자 간에 강한 인력이 작용하는 겁니다.
이런 수소 결합은 F, O, N 원자들 사이에 H 원자가 자리잡은 꼴로서
수소 결합을 하는 분자들의 끓는점을 매우 높게 만듭니다.
생명 현상과 직접 관계가 깊은 효소는 단백질로 이루어져 있고,
단백질은 아미노산으로부터 만들어지는데
기본 구조가 펩티드 결합입니다.
펩티드 결합 사이에서 이루어지는 수소 결합이 비교적 세기 때문에
단백질이 일정한 모양을 갖추는 데
수소 결합이 일정 부분 기여합니다.
만일 수소 결합이 없다면 효소가 제 모양을 갖추기 어렵고
촉매 작용을 못하기 때문에 생물체가 살기 어려울 것입니다.
정리
수소 결합은 분자 간에 작용하는 힘 중의 하나
(원자 간에 이루어지는 이온 결합, 공유 결합,
금속 결합과는 질적으로 다르다)이며,
전기 음성도가 매우 큰 F, O, N 때문에
분자량에 비해 끓는점이 매우 높은 화합물이 생깁니다.
예를 들면, H2O, HF, NH3 등의 화합물입니다.