[일반화학실험][계산화학] 탄소양이온의 안정성 비교

소개글

계산화학을 통해서 차수에 따른 탄소양이온의 안정성 변화를 확인하였다.
사용한 프로그램은 HyperChem과 Gaussian이다.

목차

1. 서론
2. 이론적 배경
1) 탄소양이온
2) 차수에 따른 탄소양이온의 안정성 변화
3) 자리옮김 반응
3. 실험과정
1) 실험도구
2) 실험과정
4. 실험결과
5. 결과분석 및 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
화학 반응에서 유기적인 반응들은 모두 탄소가 주체가 되어서 일어난다. 이때 ‘탄소양이온’이라는 개념이 유기 반응들의 여러 가지 측면에 큰 영향을 주게 된다고 한다. 그렇다면 탄소양이온이란 무엇인가? 그리고 탄소양이온의 특성이 화학반응에 어떻게 영향을 미치는가? 이 실험에서는 이러한 의문점들을 해결하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산화학적인 방법으로 실험을 수행할 것이다.

2. 이론적 배경
(1) 탄소양이온 (carbocation)
탄소양이온이란 탄소 화합물에서 특정 탄소에 연결된 음이온이 떨어져 탄소에 양전하가 생긴 것을 말한다. 유기반응에서 탄소 화합물끼리 반응을 일으킬 경우 반응 중간체로서 탄소양이온이 형성된다. 반응 중간체는 반응 도중에 거쳐 가는 화합물로 반응이 종결될 때는 존재하지 않지만 반응의 다리 역할을 하는 것이다. 반응 중간체가 안정할수록 화학 반응이 잘 진행된다고 할 수 있다. 즉 탄소양이온의 안정성은 유기 반응에서 매우 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.
(2) 차수에 따른 탄소양이온의 안정성 변화
탄소양이온에서 양전하가 붙은 탄소가 몇 개의 알킬기와 결합하고 있느냐에 따라서 차수가 결정된다. 아래와 같이 양전하가 붙은 탄소가 수소와의 결합만 가지고 있을 경우는 0차, 오른쪽으로 갈수록 차수가 1씩 높아지게 된다.

참고 자료

- 유기화학, John McMurry, 제 6판
- 일반화학, Oxtoby, 제 5판
- 전자구조 계산 입문, http://qclab.kaist.ac.kr/lecture/lecture1.shtml