연필심이랑 다이아몬드는 같은 물질인가요?

Question

연필심이랑 다이아몬드는 같은 물질인가요?

같은 물질이라고 하는데, 왜 같은 물질인데 왜 가치가 다르고, 강도가 다른 거죠?

연필심을 다이아몬드로, 다이아몬드를 연필심으로는 못 바꾸는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 한선옥 과학전문가입니다.

둘다 탄소를 가집니다

다이아몬드는 단단한 그물구조를

흑연은 판상구조를 가집니다

연필심과 다이아몬드는 구조적으로 달라 만들수가 없어요

Answer 2

안녕하세요. 배영광 과학전문가입니다.

한가지 원소로 구성되지만 다른 성질을 보이는 물체를 동소체라하며, 탄소의 동소체로는 다이아몬드, 흑연, 풀러렌, 탄소 나노 튜브, 그래핀 등이 있으며, 다이아몬드만 결합 구조가 다릅니다.

1. 다이아몬드

정사면체의 중심에 위치한 탄소 원자가 정사면체의 꼭짓점에 자리 잡은 4개의 탄소 원자와 결합하고 있어서, 원자가 전자들이 주변 탄소 원자와의 결합에 의해 모두 고정되어 있기 때문에 전기 전도성이 없으며, 단단하고, 녹는점이 높음

2. 흑연

정육각형의 판상 모양이 층을 쌓은 구조로 1개의 탄소 원자가 3개의 탄소 원자와 결합하고 남아 있는 전자는 이동할 수 있으므로 전기 및 열 전도성이 있음

3. 풀러렌

60개의 탄소 원자가 20개의 정육각형 고리와 12개의 정오각형 고리로 이루어진 구조이며 축구공 같은 형태로 내부가 비어 있어 원자나 분자를 가둘 수 있고, 1개의 탄소 원자가 3개의 탄소 원자와 결합하고 남아 있는 전자는 이동할 수 있고 안정한 구 모양을 이루므로 온도와 압력을 견딜 수 있을 정도로 매우 안정적이고 전기를 잘 통합니다.

4. 탄소 나노 튜브

정육각형 평면판 구조의 흑연을 원기둥 모양으로 말아놓은 관 모양의 구조로 1개의 탄소 원자가 3개의 탄소 원자와 결합하고 남아 있는 전자는 이동할 수 있으므로 강도가 매우 높고 전기를 잘 통함

5. 그래핀

흑연에서 떼어 낸 탄소 원자 한 층에 해당하는 연속적인 벌집 모양의 정육각형 평면 구조로 1개의 탄소 원자가 3개의 탄소 원자와 결합하고 남아 있는 전자는 이동할 수 있고, 안정한 벌집 모양의 정육각형 평면 구조이므로 강도가 매우 높고 전기가 잘 통함

Answer 3

안녕하세요. 이세라 약사입니다.

흑연과 다이아몬드는 모두 탄소로 이루어진 물질로, 오랜 세월에 따라 가해지는 열과 압력에 의해 그 형태가 달라지게 됩니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 정진석 치과의사입니다.

연필심과 다이아몬드는 흑연으로 모두 같습니다. 하지만 흑연이라도 이를 구성하는 물질들의 입자 배열에 따라 강도가 달라질 수 있습니다. 즉 화학적인 구조 결합 방식이나 모양에 따라서 강도가 달라질 수 있습니다.

연필심을 다이아몬드로 바꾸기 위해서는 화학적 구조를 바꿔야 하는데 이는 쉽지 않습니다.

아무쪼록 저의 답변이 문제 해결에 작게 나마 도움이 될 수 있기를 기원드립니다. 항상 건강하고, 행복하세요^^

Answer 5

다이아몬드와 연필심의 가장 큰 차이점은 탄소의 배치 입니다.

간단히 말해 다이아몬드의 탄소 구조가 아주 잘 결합하여 단단한 구조를 가지고 있으나,

흑연은 탄소가 단순히 층 모양으로 배치되어 잘 부서집니다.

연필심이나 다이아몬드를 서로 바꾸는 것은 나노 기술로 가능은 하지만 기술이 아직 못 따라오고 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

기본적으로는 연필심의 흑연과 다이아몬드 둘다 탄소원자로 이루어져있습니다.
흑연은 탄소원자가 판의 형태로 켜켜히 쌓여있는 구조이고,
다이아몬드는 탄소원자가 입체적인 형태로 결을 이루어 결합되어있습니다.

각 물질의 결합상태를 바꾸기 위해서는 고온고압의 환경이 필요합니다.

감사합니다.