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파이 결합 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
파이 결합(pi bonds, π bonds)은 분자내 서로 이웃하고 있는 원자의 각각의 전자 궤도의 중첩에 의한 화학결합이다. 시그마 결합과 달리 파이결합은 x축이나 y축을 …
Source: ko.wikipedia.org
Date Published: 12/21/2022
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#2 시그마 결합, 파이결합 – 정리장
그리고 파이결합은 두 C 원자에서 두개의 오비탈이 서로 상호작용 하는 것이다. 파이결합이 일어나는 이유는 2중결합이나 3중결합을 할 때 3개 모두 …
Source: schrodingerpiano.tistory.com
Date Published: 3/6/2022
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3. 시그마 결합과 파이 결합 – 곰돌이, 공돌이 – 티스토리
: 시그마 결합 오비탈(σ bonding orbital)은 원자핵(nuclei)사이에 큰 전자 밀도(electron density)를 갖기 때문에 강한 결합을 형성하고 그에 따라 낮은 …
Source: dlee0598.tistory.com
Date Published: 8/9/2021
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MO 이론. 파이결합은 2개, 시그마결합은 1개인 이유 – 좋은 습관
MO 이론. 파이결합은 2개, 시그마결합은 1개인 이유. —————————————————. ▷ 참고: 제9장 분자의 기하학적 구조와 …
Source: ywpop.tistory.com
Date Published: 10/5/2022
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Top 45 시그마 결합 파이 결합 Trust The Answer
파이 결합 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전 · #2 시그마 결합, 파이결합 · 3. · MO 이론. · [디스플레이] 분자오비탈 MO / 파이결합과 시그마결합 / 공명 …
Source: toplist.khunganhtreotuong.vn
Date Published: 5/29/2021
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[디스플레이] 분자오비탈 MO / 파이결합과 시그마결합 / 공명 …
따라서 우리는 OLED를 배우기에 앞서 잠시 유기화학의 내용 중 하나인 분자오비탈의 개념을 짚어볼 필요가 있는데요. 다음 그림을 통해 파이&시그마 결합 …
Source: crush-on-study.tistory.com
Date Published: 1/11/2022
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Orbital Overlap 오비탈 겹침 – [정보통신기술용어해설]
Sigma Bond, σ 결합, 시그마 결합, Pi Bond, π 결합, 파이 결합 · Top · 기초과학 · 분자 · 화학 · 분자 구조 모형 …
Source: www.ktword.co.kr
Date Published: 2/8/2021
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주제에 대한 기사 평가 시그마 결합 파이 결합
- Author: 남영호
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- Date Published: 2020. 10. 12.
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위키백과, 우리 모두의 백과사전
파이 결합
파이 결합(pi bonds, π bonds)은 분자내 서로 이웃하고 있는 원자의 각각의 전자 궤도의 중첩에 의한 화학결합이다. 시그마 결합과 달리 파이결합은 x축이나 y축을 중심으로 놓여있어 양 원자핵을 연결한 z축위의 전자 밀도가 0인 결합이다. 파이 결합은 p오비탈을 의미하는 그리스 문자 (π)로부터 명명되었다.
파이 결합은 두 원자의 p오비탈 상호간에 전자를 공유하고 있는데 이 결합은 원자핵의 전하로부터 거리가 멀기 때문에 시그마 결합보다 결합력이 약하고, 에너지 준위가 높다.
이중 결합을 하고 있는 원자들은 1개의 시그마 결합과 1개의 파이 결합을, 삼중 결합을 하고 있는 원자들은 1개의 시그마 결합과 2개의 파이 결합을 하고 있다.
즉, n중 결합을 하고 있는 원자들은 1개의 시그마 결합과 n-1개의 파이 결합을 하고 있다고 할 수 있다.
#2 시그마 결합, 파이결합
[서문]안녕하세요 정리장 입니다.
다음의 글은 대학교 (일반 물리/화학/생물 등) 과학을 다루고 있습니다.
이 링크의 글을 먼저 읽어보시면 이해하시기 수월할껍니다.
http://schrodingerpiano.tistory.com/notice/11
[본문]1. 시그마 결합과 파이결합
누가 고맙게도 줌달 화학책에 있는 사진을 그대로 스캔했다. 출처는 구글 이미지.
사진에 있는 sp라는 단어는 다음시간에 뭔지 자세히 배우므로 신경쓰지 말자.
다음은 C2H4를 나타내는 구조다.
여기서 시그마 결합은 C와 C 사이에 직접 작용하는 것이다. 직접이니 중간에 초록색 두개를 맞대고 있는게 시그마 결합이라는 거다.
그리고 파이결합은 두 C 원자에서 두개의 오비탈이 서로 상호작용 하는 것이다.
파이결합이 일어나는 이유는 2중결합이나 3중결합을 할 때 3개 모두 시그마 결합을 하면 좋겠지만 전자는 언제까지나 렙톤 계열 소립자이기 때문에 두개의 공간에 중첩이 일어나면 안된다. 따라서 Px 오비탈 두개가 시그마 결합을 할때 Py나 Pz 오비탈이 파이결합을 하는 것이다.
사진과도 같이 단일결합보다 2중, 3중 결합이 불안정한 이유도 이때문이다.
바깥쪽 네개의 수소원자도 시그마 결합을 하고 있다.
요약하자면 시그마 결합은 직접, 파이 결합은 간접적으로 작용하고 시그마 결합은 한개까지만, 파이결합은 두개까지만 가능하다.
끝
3. 시그마 결합과 파이 결합
시그마 결합 (σ bonding)
: 시그마 결합 오비탈(σ bonding orbital)은 원자핵(nuclei)사이에 큰 전자 밀도(electron density)를 갖기 때문에 강한 결합을 형성하고 그에 따라 낮은 에너지 준위를 갖습니다. 반면 시그마 반결합 오비탈(σ* antibonding orbital)은 가리움 효과(shielding effect) 때문에 원자핵 사이에 포텐셜이 0인 결절 선(nodal line)이 존재하며 더 높은 에너지 준위를 갖습니다. 조금 더 자세한 내용은 1편에서 다루었습니다.
파이 결합 (pi bonding)
: 파이 결합 오비탈(π bonding orbital)은 p 오비탈 두개가 만나는 과정을 상상하면 이해하기 편합니다. 두 개의 p 오비탈이 결합하면서 보강간섭(constructive interaction)을 통해 분자 오비탈을 형성하면 그것을 파이 결합(π bonding)이라고 합니다. 하지만 이때 결절 점(node point)이 존재하게 되어 시그마 결합 오비탈(σ)과 비교했을 때는 조금 더 높은 에너지 준위를 갖게 됩니다. 파이 반결합 오비탈(π* antibonding orbital)은 가리움 효과의 크기가 시그마 반결합 오비탈(σ*)보다 상대적으로 작기 때문에 상대적으로 낮은 에너지 준위를 갖습니다.
산소 분자의 분자 오비탈
: 위의 이론을 적용해보면 산소 분자의 2p 오비탈의 구성(configuration)이 어떻게 되어 있는지 잘 이해할 수 있습니다 🙂
참고자료: www.quora.com/Why-are-sigma-anti-bonding-orbitals-higher-in-energy-than-pi-anti-bonding-orbitals
MO 이론. 파이결합은 2개, 시그마결합은 1개인 이유
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MO 이론. 파이결합은 2개, 시그마결합은 1개인 이유
—————————————————
▶ 참고: 제9장 분자의 기하학적 구조와 결합 이론. 목차
[ https://ywpop.tistory.com/15257 ]—————————————————
▶ 시그마결합과 파이결합
> σ-결합: 양쪽 오비탈의 머리끼리 겹쳐져서 (head-to-head overlap) 만들어진 결합
> π-결합: 양쪽 오비탈의 옆면끼리 겹쳐져서 (side-by-side overlap) 만들어진 결합
( 참고 https://ywpop.tistory.com/4805 )
▶ 3개의 p 오비탈의 모양
[ 그림 출처 commons.wikimedia.org ]▶ 서로 다른 원자에 속한 2개의 p 오비탈이
z-축 선상을 따라 서로 접근하면,
> z-축에 놓여있는 p 오비탈은 head-to-head combination
—> 1개의 시그마결합.
> x-축, y-축에 놓여있는 p 오비탈은 side-by-side combination
—> 2개의 파이결합.
[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/12763 ] 분자오비탈이론. σ MO와 π MO [키워드] 분자 오비탈 이론 기준문서, MOT 기준문서, 시그마 MO, 파이 MO, 결합성 MO, 반결합성 MO, p 오비탈은 1개의 시그마 결합과 2개의 파이 결합, MO에서 p 오비탈 기준문서, MO에서 p 오비탈 사전, head to head dic, side by side dic그리드형(광고전용)
Top 45 시그마 결합 파이 결합 Trust The Answer
고급화학-혼성오비탈과 시그마 결합, 파이 결합
고급화학-혼성오비탈과 시그마 결합, 파이 결합
파이 결합 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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#2 시그마 결합, 파이결합
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정리장
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오비탈 겹침
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#2 시그마 결합, 파이결합
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시그마 결합 (σ bonding) : 시그마 결합 오비탈(σ bonding orbital)은 원자핵(nuclei)사이에 큰 전자 밀도(electron density)를 갖기 때문에 강한 결합을 형성하고 그에 따라 낮은 에너지 준위를 갖습니다. 반면 시그마 반결합 오비탈(σ* antibonding orbital)은 가리움 효과(shielding effect) 때문에 원자핵 사이에 포텐셜이 0인 결절 선(nodal line)이 존재하며 더 높은 에너지 준위를 갖습니다. 조금 더 자세한 내용은 1편에서 다루었습니다. 파이 결합 (pi bonding) : 파이 결합 오비탈(π bonding orbital)은 p 오비탈 두개가 만나는 과정을 상상하면 이해하기 편합니다. 두 개의 p 오비탈이 결합하면서 보강간섭(constructive interaction)을 통해 분자 오비탈을 형성하면 그것을 파이 결합(π bonding)이라고 합니다. 하지만 이때 결절 점(node point)이 존재하게 되어 시그마 결합 오비탈(σ)과 비교했을 때는 조금 더 높은 에너지 준위를 갖게 됩니다. 파이 반결합 오비탈(π* antibonding orbital)은 가리움 효과의 크기가 시그마 반결합 오비탈(σ*)보다 상대적으로 작기 때문에 상대적으로 낮은 에너지 준위를 갖습니다. 산소 분자의 분자 오비탈 : 위의 이론을 적용해보면 산소 분자의 2p 오비탈의 구성(configuration)이 어떻게 되어 있는지 잘 이해할 수 있습니다 🙂 참고자료: www.quora.com/Why-are-sigma-anti-bonding-orbitals-higher-in-energy-than-pi-anti-bonding-orbitals
MO 이론. 파이결합은 2개, 시그마결합은 1개인 이유
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[디스플레이] 분자오비탈 MO / 파이결합과 시그마결합 / 공명구조 (비편재)
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OLED는 유기소재로 이루어진 디스플레이로 탄소로 이루어진 고분자 물질입니다.
유기물이라 하면 탄소도 있지만 질소와 산소도 포함되는데요. 이들의 공통적인 특징은 공유결합을 한다는 것에 있습니다. 따라서 우리는 OLED를 배우기에 앞서 잠시 유기화학의 내용 중 하나인 분자오비탈의 개념을 짚어볼 필요가 있는데요. 다음 그림을 통해 파이&시그마 결합까지 한 눈에 살펴보도록 합시다.
O2의 분자오비탈 <출처 - 티스토리 블로그 '한가로이 취미 한걸음'>
1) MO는 유기물 간의 결합이론을 의미하며, 공유결합 중 가장 강한 특징을 가집니다.
2) *는 스타를 의미하고 Anti-Bonding임을 보이고 있습니다. 보시는 바와 같이 Anti-Bonding의 경우는 에너지 준위가 높아서 큰 에너지를 가진다는 것을 볼 수 있습니다.
3) 산소의 경우는 시그마2p결합이 제일 낮은 에너지 준위를 가지지만 탄소,질소의 경우는 파이결합이 제일 낮은 에너지 준위를 가집니다.
4) 에너지 준위가 낮을수록 본딩이 끊어지기가 쉽다는 것을 의미합니다.
5) 위의 MO이론은 단원자 혹은 이원자에 대한 모식도인데요. 다원자 MO쪽은 굉장히 어렵고 깊이 갈 필요도 없기 때문에 플루오린까지만 알아두면 좋습니다.
보시면 S오비탈은 양자수 법칙에 따라 오비탈이 1개 (구형) / P오비탈은 오비탈이 총 3개로 (X,Y,Z축 아령 모형) 구분되어집니다.
▶ 파이결합과 시그마결합
– 시그마 결합은 원자들끼리의 결합 자체를 의미합니다. C2H4를 생각해볼게요. 얘의 경우는 2중결합 유기물인데
C-C 결합 1개 그리고 C-H결합 4개로 총 5개의 결합을 합니다. 이를 ‘시그마 결합’ 이라고 합니다. 시그마 결합은 축과 나란한 방향의 결합으로 파이결합보다 세다는 성질을 가지고 있습니다.
에틸렌 루이스구조식
이렇게 2차원적으로 있는데 수소들을 한 평면 위에 놓여져있다고 봅시다. 그리고 탄소를 중심으로 오비탈이 H 평면에 수직한 상태로 놓여있다고 봅시다.
에틸렌 구조식
저런 모습으로요. 보시면 파이결합과 시그마결합이 겹치는부분을 보면 ‘어? 파이결합이 더 쎄보이는데?’ 하실텐데 실상은 그렇지 않습니다. 세기로만 보면 시그마결합 > 파이결합입니다. 추가로 드릴 팁은 이중결합과 삼중결합 그리고 단일결합에서의 파이결합 개수인데요. 단일결합에서는 파이결합은 없고, 이중결합은 1개 그리고 삼중결합에서는 2개가 있다고 보시면 됩니다.
▶ 비편재된 공명구조 (벤젠)
공명구조는 옥텟규칙, 형식전하 등등을 모두 만족시켰음에도 불구하고 유일한 구조가 아닌 경우로 나오는 것을 말합니다. 대표적인게 벤젠인데요.
벤젠 구조
C6H6 구조식을 가지는 벤젠을 보면 이중결합 3개 / 단일결합 3개로 이루어져있습니다. 그림에서는 11시방향 3시방향 7시 방향에 이중결합이 되어있는데요. 저 구조말고도 1시방향, 5시방향, 9시방향에 이중결합이 있어도 아무런 문제가 없습니다. 그러면 이 때, 구조식은 2개 모두가 정답이냐?라고 묻는다면 그 답은 ‘아니오’입니다. 둘다 틀린 구조에요.
그래서 저렇게 가운데에 구멍을 뻥 뚫어놓고 벤젠은 ‘공명 구조’다 라고 부르게 됩니다.
벤젠이 왜 비편재된 공명구조라고 불리는지 보겠습니다. 편재되어있다는 것은 전자가 한쪽으로 몰려있다는 것을 말합니다. 단일결합을 하면 각각의 원자는 최외각전자를 하나씩 내놓음으로써 공유를 하게됩니다. 그러면 N차결합일수록 각각의 원자에서 내놓는 최외각전자 개수가 많겠죠? N차결합과 단일결합같이 차수가 동일하지 않은 구조식이라면 전자는 N차결합을 한쪽에 더 많이 몰려있을겁니다. 즉, 전자가 편재가 되어있다고 보시면 됩니다.
(이 부분은 제가 기억이 가물가물해서 유추해본 이유입니다. 혹시 잘못되었다면 지적 부탁합니다.)
아무튼 비편재된 유기물의 경우에는 파이전자가 자유롭게 이동할 수 있기 때문에 전도성을 띱니다.
여기서 우리는 전도성 유기물의 반도체 가능성을 보게 된 것입니다.
▶ HOMO / LUMO
– 무기물 반도체의 경우는 동일한 에너지 준위들이 모여 에너지 밴드를 이룹니다. 그리고 페르미 에너지까지 채워진 에너지 밴드들을 2차원 상의 그래프 형태로 나타낸다면 그게 이제 Conduction Band (전자들이 있는 곳) / Valence Band (Hole이 있는 곳)이 됩니다.
유기물 반도체도 동일합니다. 유기물들의 분자오비탈 결합에 의해서 파이결합과 시그마결합의 에너지 준위들을 가지고 비슷한 에너지 밴드를 형성합니다. 그것이 이제 HOMO와 LUMO가 되는데요. HOMO는 최고 점유 분자오비탈을 의미하고 LUMO는 최저 점유 분자오비탈을 의미합니다.
Conduction Band와 Valence Band 사이의 밴드갭이 적당하다면 그것이 이제 반도체가 되는 것입니다. 일정 전압을 인가했을 때 (밴드갭에너지를 넘을만한) 전류가 흐르고 그렇지 않으면 흐르지 않는.
HOMO와 LUMO 역시 두 사이의 에너지 갭이 크면 안됩니다. OLED의 발광원리를 보면 싱글렛 혹은 트리플렛에서
광자가 바닥상태로 떨어지는 것을 봅시다. 광자가 위치한 싱글렛, 트리플렛이 LUMO고 바닥상태가 HOMO라면
LUMO에서 HOMO로 광자가 떨어질 때 이것이 빛에너지로 전환됩니다. 그러나 이 두 사이의 갭이 크다면 진동에너지 혹은 열에너지로 소모되고 맙니다. 이를 보면 무기물 반도체와 정말 비슷하죠?
▶ 유기반도체의 장단점
장점
– 유기물 반도체는 비정질이거나 결정질이거나 딱히 차이가 없이 균일하다.
– Low cost
– Flexible한 물성을 가질 수 있다.
– 얇게 만들 수 있다. (LCD tv와 OLED tv의 두께를 보시면 알 수 있습니다.)
단점
– Low mobility
– UV에 취약함
– 산화가 잘된다. (습기에 약함) 이러한 이유때문에 Encapsulation 기술이 등장하게 되었습니다.
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