본문내용
1. 금속-DMSO 배위 화합물의 합성과 분석
1.1. 실험 목적
이 실험의 목적은 두 자리 리간드인 DMSO의 금속 배위 화합물을 UV와 IR로 분석하여, HSAB(Hard and Soft Acid and Base) 원리에 따른 금속-리간드의 선택적 결합 원리를 이해하는 것이다."
1.2. 실험 이론
1.2.1. DMSO(Dimethyl Sulfoxide)
DMSO(Dimethyl Sulfoxide)는 무색무취의 흡습성 액체로, 각종 유기물질에 대한 뛰어난 용매 역할을 하는 화합물이다. DMSO는 극성 비양자성이고 흡습성이 있어 전자 재료 분야의 세정제와 생명 공학 분야의 용매로 사용된다. 또한 아크릴 섬유의 중합과 방사 용매로도 사용되며, 피부에 빠르게 스며들어 의학적인 용도로도 활용된다. 특히 세포 동결 시 결정 생성을 막아 손상을 줄여주는 역할을 한다. ""DMSO는 황을 중심으로 두 개의 메틸기와 한 개의 산소가 결합한 구조를 갖는 화합물이며, 양매성을 가져 극성과 무극성 용질 모두를 잘 녹일 수 있다. 또한 pH에 크게 영향을 미치지 않으므로 유기 용매로 사용될 수 있다.""
1.2.2. 전이 금속
전이 금속은 주기율표에서 4~7주기, 3~12족 까지의 원소들을 일컫는 용어이다. 일반적인 금속 원소들과는 달리 전이 금속은 다른 원소들과 다양한 유사성을 보인다. 전이 금속 이온은 원자가 궤도 함수로 d 궤도 함수를 활용할 수 있기 때문에 유기 화합물에 비해 보다 많고 다양한 결합을 할 수 있으며, 따라서 다양한 구조를 갖는 화합물을 형성할 수 있다. 이를 통해 전이 금속은 중심 금속 원자로서 다양한 배위 화합물을 형성할 수 있게 된다. 또한 전이 금속 이온은 한 가지 이상의 산화수를 가질 수 있어 물리화학적 성질이 달라질 수 있다. 따라서 전이 금속은 배위 화합물의 중심 금속 원자로 작용하면서 다양한 성질을 나타내어 배위 화학 분야에서 중요한 역할을 한다.""
1.2.3. 리간드
리간드란 중심 금속 이온이나 원자에 결합하여 배위 화합물을 형성하는 원자나 분자를 말한다. 리간드는 전자쌍을 제공하여 루이스 염기로 작용하며, 중심 금속 이온이나 원자는 루이스 산으로 작용한다. 이때 중심 금속 이온이나 원자는 리간드에 의해 비공유 전자쌍을 제공받는다.
리간드의 자리수에 따라 한 자리 리간드, 두 자리 리간드, 다중 자리 리간드로 구분된다. 한 자리 리간드는 하나의 주개 원자를 가진 리간드이고, 두 자리 리간드 또는 양쪽 자리 리간드는 두 개의 주개 원자를 가진 리간드이다. 다중 자리 리간드는 세 개 이상의 주개 원자를 가진 리간드이다. 두 자리 이상의 리간드는 중심 금속 이온이나 원자와 킬레이트 착물을 형성할 수 있다.
리간드의 주개 원자 종류에 따라 질소(N), 산소(O), 황(S), 인(P) 등이 있으며, 이들 원자의 배열에 따라 착물의 구조가 달라진다. 또한 리간드의 산-염기 성질에 따라 배위 결합의 강도가 달라지며, 이는 착물의 안정성에 영향을 준다. 이와 같이 리간드의 종류와 배열, 산-염기 성질 등에 따라 다양한 구조와 성질을 가진 착물이 형성될 수 있다.""
1.2.4. 배위 화학
1.2.4.1. 배위 결합
배위 결합은 중심 금속 원자가 리간드에게 비공유 전자쌍을 일방적으로 제공하며 이루는 공유 결합이다. 이러한 배위 결합은 이온 결합성이 아닌 공유 결합성을 가지며, 이러한 결합 성질로 인해 배위 공유 결합이라고도 한다.
중심 금속 원자는 리간드에 의해 비공유 전자쌍을 제공받으며 전자쌍 받개의 역할을 하는 Lewis 산이며, 리간드는 중심 금속 원자에 비공유 전자쌍을 제공하며 전자쌍 주개의 역할을 하는 Lewis 염기이다. 따라서 배위 결합은 중심 금속 원자가 리간드에게 비공유 전자쌍을 제공하여 이루어지는 공유 결합이라고 할 수 있다.
1.2.4.2. 착물
착물은 중심 금속 원자가 리간드와 배위 결합하여 있는 물질을 말한다. 이렇게 형성된 착물이 알짜 전하를 가진 경우 착이온(complex ion)이라고 한다. 하나 이상의 착물로 구성된 물질을 착화합물(complex compound)이라고 하며, 배위 화합물(coordination compound)이라고도 한다.
착물에서 중심 금속 원자는 리간드에 비공유 전자쌍을 일방적으로 제공받아 전자쌍 받개의 역할을 하는 Lewis 산이 되며, 리간드는 중심 금속 원자에 비공유 전자쌍을 제공하여 전자쌍 주개의 역할을 하는 Lewis 염기가 된다. 이러한 배위 결합의 특성상 착물은 이온 결합성이 아닌 공유 결합성을 가지며, 배위 공유 결합이라고도 불린다.
착물에서 중심 금속 원자와 직접 결합하여 있는 원자의 수를 배위수라고 한다. 배위수에 따라 착물은 다양한 입체 구조를 가지게 되며, 중심 금속 원자의 종류에 따라 결합할 수 있는 수가 달라져 배위수가 달라진다. 이로 인하여 중심 금속 원자가 바뀌면 착물의 입체 ...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10