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착물화학(chemistry of complex)

작성일 2010-08-23

착물을 연구의 대상으로 하는 화학의 한 부문. 배위화학(配位化學)과 동의어로 다루는 수도 있다.

유기화합물의 대부분이 메탄이나 벤젠 등의 기본적인 분자를 각종 기(基)로 치환해 유도할 수 있는 데 대해, 무기화합물에서는 중심원자에 각종 리간드가 배위하여 생기는 착물을 포함하는 것이 많으므로 이 분야는 무기화학의 가장 기초적인 것의 하나라 할 수 있다.

19세기말경, 독일의 A. G. 베르너가 그 때까지 이해할 수 없었던 전이금속염(轉移金屬鹽)의 암모니아화합물·수화물(水和物) 기타의 구조에 대해, 그의 배위이론(配位理論)에 의해 해결한 것이 이 분야의 출발점이다.

그 후 전이금속(전이원소)뿐만 아니라 일반적인 금속 또는 비금속 원소까지도 중심원자로서 다루게 되고, 리간드도 차츰 복잡한 유기성 리간드, 특히 여러 자리 리간드로서 많은 유기물질을 대상으로 함에 따라, 예컨대 EDTA를 비롯한 콤플렉산(콤플렉손)류, 또는 색소·포르피린·헴·단백질 등까지 다루게 되었다.

1951년 페로센의 발견이 계기가 되어 메탈로센을 비롯해 디벤젠크롬 등의 샌드위치 착물이나 방향족고리 착물, 또는 올레핀 착물, 알릴 착물이 만들어지고, 또 그것들의 구조가 밝혀지면서 차이제염(鹽)에서의 결합이 이해되어 비(非)베르너 착물의 분야가 개척되었다.

베르너의 배위이론에 의해 설명할 수 있는 착물을 베르너 착물이라 부르는데 대해, 그것으로는 설명할 수 없는 위에 든 것과 같은 착물을 비베르너 착물이라 한다.

다루는 대상으로 보더라도, 단지 무기화학의 범위에 머무르지 않고 유기화학·생물화학의 영역에까지 미치고 있다고 할 수 있으며, 유기금속화학(有機金屬化學)의 가장 중요한 기반이 되어 있다.

착물의 중심이 되는 것은 배위의 개념인데, 중심원자와 배위원자 사이의 화학결합을 이해하기 위해서는 리간드장이론〔配位子場理論〕이나 분자오비탈이론〔分子軌道函數理論〕등의 양자화학적(量子化學的)인 이론이 있으며, 이것들과 관련해 전자상태(電子狀態) 등을 연구하기 위해 여러 가지 분광화학적(分光化學的)인 연구수단이 쓰이고 있다.

또한 착물에서는 배위에 연유하는 입체화학이 중요하며, 기하이성질현상(幾何異性質現象)·광학이성질현상 등 많은 이성질현상의 구조를 연구하기 위한 수단이 쓰이고, X선 등에 의한 구조해석이 중요하다.

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