불포화도란?
불포화도(DoU, Degree of Unsaturation)는 수소 부족 지수(IHD, Index of Hydrogen Deficiency)라고도 하며, 분자식만 보고 그 분자 안에 고리와 파이(이중·삼중) 결합이 몇 개 있는지 알려 주는 값입니다. 불포화도 1은 고리 1개 또는 파이 결합 1개에 해당하는데, 이중 결합은 1, 삼중 결합은 2, 고리는 1로 계산합니다. 유기 화합물의 구조를 추정할 때 가장 빠르게 확인해 볼 수 있는 점검 방법 중 하나입니다.
계산기 사용법
분자에 들어 있는 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 할로겐(X = F, Cl, Br, I) 원자의 개수를 입력하세요. 산소, 황을 비롯한 2가 원자는 결과에 영향을 주지 않으므로 그냥 무시해도 됩니다. 계산 버튼을 누르면 고리와 파이 결합을 합한 총 개수가 나옵니다.
공식 이해하기
일반적인 공식은 다음과 같습니다.
$$\text{DoU} = \dfrac{2C + 2 + N - H - X}{2}$$
1가인 할로겐은 수소와 똑같이 작용하므로 빼 줍니다. 3가인 질소는 수소 한 개 분량의 결합 능력을 더해 주므로 더합니다. 2가인 산소와 황은 불포화도에 전혀 영향을 주지 않기 때문에 계산에서 완전히 제외합니다.
예제 풀이
벤젠 C6H6의 경우: $$\text{DoU} = \frac{2\times 6 + 2 + 0 - 6 - 0}{2} = \frac{12 + 2 - 6}{2} = \frac{8}{2} = \mathbf{4}$$입니다. 이는 벤젠의 이중 결합 3개 + 고리 1개 = 불포화도 4와 정확히 일치합니다.
자주 묻는 질문
결과가 0이면 무슨 뜻인가요? 불포화도가 0이라는 것은 분자가 완전히 포화되어 있다는 의미입니다. 즉 고리도 없고 다중 결합도 없습니다(예: 헥세인 같은 알케인).
왜 산소는 식에 들어가지 않나요? 산소는 2가 원자라서 사슬 사이에 끼어들어도 수소 개수를 바꾸지 않습니다. 그래서 불포화도에 아무런 영향을 주지 않습니다.
소수(분수) 값이 나올 수도 있나요? 정수가 아닌 답이 나왔다면 보통 분자식을 잘못 입력했거나 홀수 전자를 가진 화학종일 가능성이 큽니다. 일반적인 중성 분자라면 불포화도는 정수로 나와야 합니다.
