Sulfate Ion에서 S가 2-인 이유

어제 레이드하면서 살짝 봤었는데 저도 제가 잘못봤었나 했습니다

SO₄^2-에서 S가 2-인 이유는 다음과 같습니다.

1. 전하량이 작다

S-O결합이 단일결합일 경우(이하 A모델)  S는 +2의 부분전하를. O는 -1의 부분전하를 띱니다. 근데 S-O결합이 이중결합을 포함하면 (이하 B모델) S는 전하를 띠지 않으며 O는 2개가 -1의 부분전하를, 2개는 중성을 띱니다. (사실 이 부분은 약간의 트릭인데 그건 아래에서..) 따라서 부분전하가 더 적은 S-O가 이중결합을 2개 포함하는 쪽이 더 안정하다고 볼 수 있습니다.

2. 공명 구조가 더 많다

A모델에는 공명구조가 존재하지 않지만 B모델에는 공명구조가 6개가 존재할 수 있습니다. 이는 O의 음전하를 각 O로 분배하는 효과가 있어서 O가 가진 실제 전하량이 더 감소하며 이는 안정화를 가져오개 됩니다.

3. 실험결과와 일치한다

S-O 단일결합의 길이는 157pm지만 (at sulfuric acid) 실제 sulfate ion에서는 149pm로 나타납니다. 그리고 이는 S-O 이중결합의 길이인 143pm (at Ssulfur dioxide)보다는 길다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 sulfate ion에서의 결합은 이 둘의 중간 길이임을 알 수 있고 이는 공명구조를 가지는 강력한 증거라고 할 수 있습니다.

끗

읭? S가 2-라는 건 무엇이 2-라는 건가요?

일단 본문의 설명도 충분히 납득이 가고, 실제로 공명구조로 설명하는 게 많죠.

그런데

http://www.madsci.org/posts/archives/jan2000/949098457.Ch.r.html#3

여기 보면 분자오비탈을 계산해보면 단순한 구조가 맞다는데요? (제가 해석을 잘못 했을 수도)

그리고http://m.dcinside.com/view.php?id=science&no=244958

링크 댓글에서, S=O 이중 결합은 S의 d오비탈과 O의 p오비탈 간의 pi결합이 사실상 불가능 하다는데...(공명구조라 좀 다른가...?)

Of course, the +2 formal charge on sulfur is not quite a true representation.
원문발췌

화학이라는게 이론적으로 (어떤 이론을 사용하냐에 따라 또 다르죠) 구하는거랑 실제로 구하는거랑 다를때도 있으니 그럴수도 있죠.

Molecular orbital theory bears out the simple Lewis picture shown above in Figure 13;

[영타 → 한타 자동 변환]

딴데 보니까 단일결합 4개가 맞는데 결합길이가 짧은 이유는 산소원자 오비탈이 겹쳐서 정사면체를 이루지 않기 때문이다?

지금도 많은 교과서에서는 아직 폴링이 내놓은 공명구조를 수록하고 있다고 함

ㄴ 읭? 정사면체가 아니라구욧?? 그게 더 충격이다 ㄷㄷ