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'''사중 결합'''({{llang|en|quadruple bond}})는 8개의 [[전자]]를 포함하는 두 [[원자]] 사이의 [[화학 결합]]의 일종이다. 이 결합은 보다 익숙한 [[이중 결합]]과 [[삼중 결합]]의 연장이다.<ref>{{저널 인용|title='To Boldly Pass the Metal–Metal Quadruple Bond|last1=Radius|first1=U.|last2=Breher|first2=F.|journal=[[Angewandte Chemie International Edition|Angew. Chem. Int. Ed.]]|date=2006|volume=45|issue=19|pages=3006–3010|doi=10.1002/anie.200504322}}</ref> 안정적인 사중 결합은 [[d-구역]]의 중간에 있는 [[레늄]], [[텅스텐]], [[테크네튬]], [[몰리브덴]] 그리고 [[크롬]]과 같은 [[전이 금속]] 사이에서 가장 흔하다. 일반적으로, 사중 결합을 할 수 있는 [[리간드]]는 π-받개가 아니라 π-주개이다.

[[파일:Chromium(II)-acetate-dimer-3D-balls.png|섬네일|right|200px|[[아세트산 크로뮴(II)]]의 구조]]

== 역사 ==
[[아세트산 크로뮴(II)]], Cr<sub>2</sub>(''μ''-O<sub>2</sub>CCH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>2</sub>은 사중 결합을 포함한 최초의 합성 [[화합물]]이다. 1844년 Eugène-Melchior Péligot에 의해 사중 결합이 설명되었지만, 독특한 결합으로 인해 한 세기가 넘도록 인정받지 못했다.<ref name =Cotton&Walton>{{서적 인용|last1=Cotton|first1=F. A.|last2=Walton|first2=R. A.|title=Multiple Bonds Between Metal Atoms|url=https://archive.org/details/multiplebondsbet0000cott|url-access=registration|publisher=[[Oxford University Press]]|location=Oxford|date=1993|ISBN=0-19-855649-7}}</ref>

사중 결합을 가진 화합물에 대한 최초의 [[결정학]] 연구는 [[소련]] 화학자들에 의해 {{chem|Re|2|Cl|8|2−}}의 염에 대하여 이루어졌다.<ref>Kuznetsov, V. G.; Koz'min, P. A. "The structure of (pyH)HReCl4" Zhurnal Strukturnoi Khimii 1963, 4, 55-62.</ref> 매우 짧은 Re–Re 결합 길이가 주목받았다. 이렇게 짧은 길이(염의 반자성)은 Re–Re 결합을 나타냈다. 그러나 이 연구원들은 음이온을 Re(II), 즉 {{chem|Re|2|Cl|8|4−}}의 유도체로 잘못 공식화했다.

머지 않아 그 후에, [[F. 알버트 코튼]]과 C.B. 해리스가 [[포타슘 옥타클로로다이레네이트]], K<sub>2</sub>[Re<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]·2H<sub>2</sub>O의 [[결정 구조]]를 보고했다.<ref>{{저널 인용|last1=Cotton|first1=F. A.|author1-link=F. A. Cotton|last2=Harris|first2=C. B.|title=The Crystal and Molecular Structure of Dipotassium Octachlorodirhenate(III) Dihydrate, K<sub>2</sub>[Re<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]·2H<sub>2</sub>O|journal=[[Inorg. Chem.]]|date=1965|volume=4|issue=3|pages=330–333|DOI=10.1021/ic50025a015}}</ref> 이 구조적 분석은 이전의 정의들이 잘못되었다는 것을 보여준다. 코튼과 해리스는 사중 결합을 분명히 나타내는 결합에 대한 분자 궤도 근거를 공식화했다.<ref name =Cotton&Walton/> 이 화합물의 레늄–레늄 [[결합 길이]]는 224&nbsp;pm에 불과하다. [[분자궤도함수 이론]]에서는 결합을 σ<sup>2</sup>π<sup>4</sup>δ<sup>2</sup>와 한 개의 [[시그마 결합]], 두 개의 [[파이 결합]] 그리고 한 개의 [[델타 결합]]으로 기술한다.<!-- 델타 결합의 힘에 대해 논란의 여지가 있다. [Re<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]<sup>2−</sup>의 [[결합 차수]]는 4가 아니라 3.2로 계산된다. -->

== 구조와 결합 ==
[[파일:Octachlorodirhenate(III)-3D-balls.png|섬네일|left|150px|옥타클로로다이레네이트(III) 음이온, [Re<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]<sup>2−</sup>, 사중 Re-Re 결합이 특징이다.]]
[[파일:Delta-bond-formation-2D.png|섬네일|right|220px|두 개의 d 오비탈의 중첩에 의한 델타 결합의 형성]]
[Re<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]<sup>2−</sup> 이온은 왼쪽과 같이 [[가려진 형태]](eclipsed conformation)이다. 델타 결합 오비탈은 각 레늄 원자의 d 오비탈의 중첩으로 형성되며, Re-Re 축에 직각이고 Re-Cl 결합 사이에 있다. d 오비탈은 Re-Cl 결합을 따라 향하며, [[염소]] [[리간드]] 오비탈과의 상호작용으로 안정화된다. 또, Re-Re 결합에 기여하지 않는다.<ref name=miesslertarr>{{서적 인용|last1=Miessler|first1=G. L.|last2=Tarr|first2=D. A.|title=Inorganic Chemistry|edition=2nd|publisher=Prentice-Hall|date=1999|page=531|ISBN=0-13-841891-8}}</ref> 이와 대조적으로, 두 개의 전자를 더 갖는 [Os<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]<sup>2−</sup> 이온(σ<sup>2</sup>π<sup>4</sup>δ<sup>2</sup>δ*<sup>2</sup>)은 Os-Os [[삼중 결합]]과 [[엇갈린 형태]]를 갖는다.<ref name=miesslertarr/>

전이 금속 원자 사이에 사중 결합을 갖는 다른 많은 화합물들은 F. 알버트 코튼과 그의 동료들에 의해 종종 설명되었다. 전자수가 같은 다이레늄 화합물은 염 K<sub>4</sub>[Mo<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>] ([[포타슘 옥타클로로다이몰리브데이트]])이다.<ref>{{서적 인용|last1=Girolami|first1=G. S.|last2=Rauchfuss|first2=T. B.|last3=Angelici|first3=R. J.|title=Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry|publisher=University Science Books|location=Mill Valley, CA|date=1999|ISBN=0935702482}}</ref> 사중 결합을 갖는 다이텅스텐 화합물의 예에는 [[다이텅스텐 테트라(hpp)]]가 있다.

[[전형 원소]]의 원자 사이의 사중 결합은 알려져 있지 않다. <!--[[분자궤도함수 이론]]은 시그마 시스템에 두 개의 전자쌍-->

== 같이 보기 ==
* [[공유 결합]]
* [[결합 차수]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 참고 문헌 ==
*{{저널 인용|last1=Cotton|first1=F. A.|last2=Harris|first2=C. B.|title=The Crystal and Molecular Structure of Dipotassium Octachlorodirhenate(III) Dihydrate, K<sub>2</sub>[Re<sub>2</sub>Cl<sub>8</sub>]·2H<sub>2</sub>O|journal=[[Inorg. Chem.]]|date=1965|volume=4|issue=3|pages=330–333|DOI=10.1021/ic50025a015}}

{{화학 결합}}

[[분류:화학 결합]]