공유된 전자는 어떻게 이해하는가
두 원자가 전자를 함께 이용한다는 설명은 공유 결합의 기본 모형이다. 실제로는 원자핵 주변의 전자 상태가 결합 전체에 걸쳐 형성되며 양자역학으로 설명한다.
한 원자가 내놓은 전자는 그 원자만의 소유라는 방식으로 계속 구분되지 않는다. 전자쌍을 선으로 표시하는 구조식은 유용하지만 실제 전자의 움직임을 그린 궤적은 아니다.
단일 결합과 다중 결합
단순한 루이스 모형에서는 공유 전자쌍 하나를 단일 결합, 두 쌍을 이중 결합, 세 쌍을 삼중 결합으로 나타낸다. 결합 차수는 길이와 세기에 관한 단서를 준다.
다만 서로 다른 원소 조합의 모든 결합을 차수만으로 정확히 비교할 수는 없다. 실제 분자에서는 전자가 여러 원자에 걸쳐 퍼져 한 구조식만으로 설명하기 어려운 경우도 있다.
한쪽으로 치우치는 전자 분포
서로 다른 원소가 결합할 때 전자를 끌어당기는 성향이 달라 전하 분포가 비대칭이 될 수 있다. 이것이 극성 공유 결합을 설명하는 배경이다.
극성 결합이 있다고 분자 전체도 반드시 극성인 것은 아니다. 여러 결합의 방향과 분자 모양에 따라 효과가 상쇄될 수 있다. 이산화 탄소와 물은 이 차이를 이해하는 대표적인 사례다.
분자만 만드는 것은 아니다
공유 결합은 작은 분자뿐 아니라 다이아몬드처럼 넓은 연결망을 이루는 고체에서도 나타난다. 따라서 공유 결합 물질은 모두 쉽게 끓거나 전기를 통하지 않는다는 식의 한 가지 성질로 묶기 어렵다.
물질의 거시적인 성질은 결합 종류와 함께 구조, 전자의 이동 가능성, 온도와 불순물 등에 영향을 받는다. 결합 이름 하나만으로 모든 성질을 결정할 수는 없다.