NF3와 비교해보니 탄소에 비공유 전자쌍이 왜 안 남는지 헷갈리시는군요!
이 부분은 많은 분들이 루이스 구조를 그릴 때 가장 자주 혼동하는 핵심 구간입니다.
결론부터 말씀드리면, '가지고 있는 총 원자가 전자 수의 한계' 때문에 그렇습니다.
[단계 1] 총 원자가 전자 수 세기
탄소(C) = 4개
산소(O) 3개 = 6 × 3 = 18개
[단계 2] 단일 결합 연결 및 주변 원자 옥텟 채우기
중심에 탄소(C)를 두고 주위 산소(O) 3개와 단일 결합을 그립니다.
단일 결합 3개에 쓰인 전자 = 6개 (남은 전자: 18개)
주위 산소 3개의 옥텟 규칙을 만족하도록 비공유 전자를 각각 6개씩 채워줍니다.
산소 3개 × 6개 = 18개 (남은 전자: 0개)
여기서 브레이크가 걸립니다! 주변 산소들의 옥텟을 다 채워주고 나니, 손에 남은 전자가 0개가 되었습니다. NF3 때처럼 탄소(C) 아래에 찍어줄 전자쌍이 아예 남아있지 않은 것이죠.
이 상태에서 탄소(C)의 주변을 살펴보면, 단일 결합 3개만 가지고 있어서 전자가 총 6개밖에 안 됩니다. 옥텟 규칙(8개)을 만족하지 못해 매우 불안정한 상태입니다.
새로 채워줄 전자는 없고, 탄소는 옥텟을 만족해야 하니 해결책은 하나뿐입니다. 주변 산소 중 하나가 자기만 쓰고 있던 비공유 전자쌍 2개를 탄소와 '같이 나누어 갖는' 결합(공유 결합) 형태로 바꾸는 것입니다.