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오늘 간식은 공유결합이야, 배위결합이야?

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오늘 간식은 공유결합이야, 배위결합이야?

2016.04.28 22:00

※ 필자 주: 이공계 관련 사람들과 대화를 하다보면, 예상치 못한 비유와 개그가 튀어나오곤 합니다. 어떻게 보면 이공계 관련자들만이 공유하는 ‘언어’라고 할 수 있겠지요. 기자는 2014년 과학동아에서 연재했던 ‘김주황의 이공계 언어 사전’ 연재를 동아사이언스 온라인 홈페이지에서 다시 시작합니다. 연재에 앞서, 과학동아 2014년 7월부터 12월까지 과학동아에 실렸던 ‘김주황의 이공계 언어 사전’을 매주 선보입니다. 많은 사랑부탁드립니다.

 

이공계 언어 사전도 벌써 네 번째입니다. 사실 독자 여러분께 조금 실망하기도 했습니다. 이렇게 날아오는 사연이 없을 수가! 편집부 안에서는 시시콜콜하게 나오는 과학 개그가 재미없다고 사무실에서 당하는 게 일상인데 말이지요. 그렇게 혼자 외로워하던 도중 드디어 사연이 도착했습니다. 과학동아 애독자 윤정후 님이 보내주신 사연이랍니다.


화학시간에 원자가 결합하는 화학 결합에 대해 배운 날이었습니다. 친구와 간식을 먹으려는데, 친구가 돈을 갖고 오지 않은 겁니다. 난처해하던 친구는 “배위결합해주면 안돼?”라고 말해서 절 웃겼습니다. 그리고 전 웃겨 준 비용으로 ‘비공유전자쌍’을 공유해줬답니다.

 

pixabay 제공
pixabay 제공

이건 또 무슨 외계어일까요…. 사실 김주황은 화학에 약합니다. 그래서 윤정후님의 사연을 읽고 오랫동안 봉인했던 화학책을 꺼내들었습니다. 그런데 맙소사, 제가 그토록 어려워하던 화학결합을 이렇게 쉽게 설명하다니, 역시 과학동아 독자들은 달라도 뭐가 다릅니다.


원자가 다른 원자와 결합하는 방법은 여러 가지입니다. 대표적으로 이온이 돼서 (+)와 (-) 사이에 생기는 전기적 성질로 결합하는 이온 결합이 있습니다. 금속은 금속결합으로 다른 금속 원자와 결합하는데, 금속 이온과 자유전자 사이의 인력에 의해 결합됩니다. 원자 2개 사이에 수소 원자가 끼어있는 수소결합도 있습니다.

 

여러 가지 결합 방법 중, 항상 사람을 헷갈리게 하는 것은 ‘전자쌍’을 ‘공유’하는 ‘공유결합’입니다. 원자는 중심 원자핵과 그 주변의 전자로 이뤄져 있습니다. 전자는 전체 개수에 따라 층을 이루고 있다고 비유할 수 있는데, 1층에는 2개, 2층에는 8개, 3층도 8개까지 들어갈 수 있습니다. 이때 각 층에 있는 전자는 2개씩 쌍을 이루는 것을 좋아합니다. 문제는 가장 윗층의 전자입니다. 전자가 5개 있다면 1층의 2개는 무사히 1쌍을 이루겠지만 2층의 3개는 1쌍을 이루고 1개가 남습니다. 17개라면 어떨까요? 1층에 1쌍, 2층에 4쌍이 만들어지지만 3층에는 3쌍이 만들어지고 1개가 남습니다. 전자가 1개 부족한 원자는 다른 원자, 그 중에서도 자신처럼 전자가 1개 부족한 원자를 찾아 결합합니다. 이 결합 방법이 ‘공유결합’입니다. 각자 먹고 싶은 것에 대해 정당한 대가(전자 하나씩)를 제시하는 ‘더치페이’인 셈이지요.


그렇다면 ‘배위결합(배위공유결합)’은 무엇일까요? 원자는 2개씩 쌍을 이루는 것도 좋아하지만 가장 윗층에 4쌍이 꽉 차는 것도 좋아합니다. 전자가 16개인 원자는 3층이 3쌍으로 꽉차지만 1쌍이 모자랍니다. 이 모자라는 부분을 다른 원자의 전자쌍을 통째로 받으면서 다른 원자와 결합합니다. 전자가 없는 빈털터리기 때문에 누군가가 대신 내 주는 전자쌍을 기다릴 수밖에 없는 거지요. 윤정후 님의 사연에서 친구는 3층에 전자가 3쌍 있는 원자, 윤정후 님은 4쌍이 꽉 차있는 원자인 셈입니다. 즉, 윤정후 님이 친구에게 간식을 ‘쏜’ 셈입니다. 어때요, 참 쉽죠?

 

☞ [김주황의 이공계 언어 사전 4] ‘쏘는 것’과 ‘더치페이’, 오늘 간식은 공유결합이야, 배위결합이야?

 

※ 사연 제보 받습니다.

일상 생활에서 재미있게, 혹은 어이없게 웃었던 이공계 언어 사연을 오가희 기자(solea@donga.com, solea.oh@gmail.com, 트위터(@solea_oh)보내주세요. 채택되신 분께는 기자의 정성이 담긴 커피 기프티콘을 보내드립니다:)

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