RE:샤프심(흑연)과 다이아몬드는 같은 탄소로 만들어 졌는데, 강도가 다른 이유가 다른 이유는 무엇인가요? 진천여중 1217 엄은아 |
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| 작성자 | 진천중 | 등록일 | 10.11.15 | 조회수 | 19 |
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다이아몬드나 흑연 모두 탄소 원자 만으로 구성되어 있지만 탄소 원자들이 결합된 방법이 다릅니다. 탄소가 원자 번호 6번이니 총 6개의 전자를 가지고 있는데, s-orbital에 2개, p orbital에 4개가 들어가고 이중 p orbital의 전자 4개가 이웃한 탄소 원자들과 공유결합을 합니다. 다이아몬드의 경우, 원자가 정사면체의 중심에 있다면, 정사면체 꼭지점에 해당하는 곳에 있는 이웃하는 원자 4개와 공유결합을 이루어 매우 단단한 결정을 형성합니다. 다이아몬드가 지구상의 물질 중 가장 단단한 이유가 바로 이렇게 3차원 네트웍 형태로 이루어진 공유결합을 깨기 힘들기 때문입니다. 반면 흑연은 평면 형태의 결합을 이루는데, 원자가 정삼각형의 중심에 있다면, 정삼각형 꼭지점에 위치한 이웃하는 원자들과 공유결합을 이루어, 위에서 보면 벌집 모양의 판상의 결합을 이루게 됩니다. 하지만 이웃하는 원자가 3개 밖에 없으므로 남은 전자 하나는 면에 수직 방향으로 아래 면과 윗 면과 느슨한 파이-결합을 하게 됩니다. 즉 흑연은 벌집 모양의 판상의 구조를 가지는데, 판 간의 결합은 비교적 약하기 때문에, 무른 특성을 보입니다. 참고로 우리가 사는 대기압에서 탄소끼리 결합을 할 때는 대부분 흑연가 같은 구조의 결합이 형성되고, 다이아몬드와 같은 결합은 극고압, 고온에서 주로 일어납니다. 최근에는 진공 속에서 다이아몬드는 박막을 만드는 신기술이 개발되기도 하였습니다. |
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