이 실험 소개
대표적인 분자 7가지를 3D로 회전시키며 중심 원자 주변의 전자쌍들이 서로 최대한 멀어지려는 모습을 살펴보세요. 비공유 전자쌍은 부드러운 로브 형태로 표시되므로, 두 분자 모두 메테인처럼 전자 영역이 4개인데도 물은 굽은형이고 암모니아는 피라미드형인 이유를 학생들이 확인할 수 있습니다.
학습 목표
- 중심 원자 주변의 결합 전자쌍과 비공유 전자쌍의 수를 세기
- 전자 영역의 수로 분자 모양 예측하기
- CH₄, NH₃, H₂O를 비교하여 비공유 전자쌍이 결합각을 줄이는 이유 설명하기
- 선형, 삼각 평면형, 정사면체형, 삼각 쌍뿔형, 정팔면체형 구조 알아보기
사용 방법
- 1패널에서 분자를 선택하세요. 학급 전체가 볼 수 있도록 모형이 천천히 회전합니다.
- 2스테이지를 드래그해 분자를 직접 회전시키고, 스크롤하거나 핀치하여 확대·축소하세요.
- 3비공유 전자쌍을 켜고 CH₄, NH₃, H₂O를 차례로 비교해 보세요.
- 4패널에서 VSEPR 표기와 결합각을 읽고 분자 모양과 연결해 보세요.
모델
가정
- 결합각은 표준 실험값입니다. 결합 길이와 원자 크기는 실제 비율과 다릅니다.
- 이중 결합은 하나의 전자 영역으로 셉니다.
- 비공유 전자쌍 로브는 방향만 나타내며, 실제 전자 밀도를 나타내지는 않습니다.
수업에서 해 보기
- Q1CH₄, NH₃, H₂O는 모두 전자 영역이 네 개입니다. 결합각은 왜 서로 다를까요?
- Q2CO₂와 H₂O는 모두 원자가 세 개인데, 왜 CO₂는 직선형이고 H₂O는 굽은형일까요?
- Q3PCl₅에서 어떤 결합각이 90°이고 어떤 결합각이 120°인가요?
- Q4참고 자료를 확인하기 전에 SiCl₄의 모양을 예측해 보세요.
자주 묻는 질문
VSEPR은 무엇의 약자인가요?
원자가 껍질 전자쌍 반발(Valence Shell Electron Pair Repulsion)입니다. 중심 원자 주위의 전자쌍은 서로 반발하며 가능한 한 멀리 떨어지도록 배열됩니다.
비공유 전자쌍은 왜 결합각을 좁힐까요?
비공유 전자쌍은 원자핵 하나에만 붙들려 있으므로 중심 원자에 더 가까운 쪽으로 퍼져 결합 전자쌍을 서로 밀어냅니다.
학생들이 태블릿에서 이것을 사용할 수 있나요?
네. 한 손가락으로 드래그하면 회전하고, 두 손가락으로 오므리거나 벌리면 확대·축소됩니다.