같은 탄소성분으로 구성된 흑연과 다이아몬드중 왜 흑연만 전기가 통하는것인가요?

Question

흑연과 다이아몬드는 값어치는 다르지만 탄소로 구성이된 물질인데 흑연은 전기가 통하고 다이아몬드는 전기가 통하지 않는데 왜그런차이가 나는건지 알질문드려봅니다.

설효훈 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 흑연같은 경우 전기가 흐를 수 있으나 다이아몬드는 전기가 흐를 수 없다. 왜냐하면 전기가 흐르려면 전도띠가 있어도 전자가 없으면 의미가 없기 때문이다. 흑연의 경우 한 탄소 원자는 다른 원자들끼리 육각형으로 3개의 공유 결합을 형성한다. 최외각 전자가 탄소는 4개이기에 3개의 공유 결합을 형성하고 나면 다른 전자 한개가 남게된다. 이 전자들이 전류가 흐르게 되는 것이다. 하지만 다이아몬드는 다른 탄소들끼리 4개의 공유 결합을 하기에 남는 전자들이 없다. 그래서 전류가 흐를 수 없다. 출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=sienoh&logNo=110184953643

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.흑연과 다이아몬드는 모두 탄소 원자로 이루어져 있습니다. 그러나 이 두 물질의 분자 구조가 다르기 때문에 전기 전도도가 다릅니다.흑연은 평면 구조를 가지며, 이 구조는 탄소 원자들이 2차원으로 배열되어 있어 전자들이 자유롭게 움직일 수 있습니다. 이러한 구조 때문에 흑연은 전기 전도성이 높습니다.반면에 다이아몬드는 정방정계 구조를 가지며, 이 구조는 탄소 원자들이 네 면으로 연결되어 3차원으로 배열되어 있습니다. 이러한 구조 때문에 전자들이 움직일 수 있는 경로가 한정되어 있어 전기 전도성이 매우 낮습니다.따라서, 흑연은 전기 전도성이 높기 때문에 전기를 통과시킬 수 있지만, 다이아몬드는 전기 전도성이 매우 낮기 때문에 전기를 통과시키기 어렵습니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.흑연과 다이아몬드는 모두 탄소(C)로 이루어져 있습니다. 그러나 둘의 물리적 특성은 매우 다릅니다.흑연은 평면 구조로 이루어진 다층체 구조를 가지며, 다양한 방향으로 이루어진 결정성이 낮은 형태를 띠고 있습니다. 이러한 구조로 인해 흑연은 전기를 잘 전도하는 특성을 가지게 됩니다.반면에 다이아몬드는 고체의 중에서 가장 단단한 물질로 알려져 있으며, 고체 질감은 규칙적인 결정 구조를 가지고 있습니다. 이러한 결정 구조는 결정성이 매우 높아 다이아몬드는 열 전도 및 전기 전도 능력이 매우 낮습니다.따라서, 흑연은 전기를 잘 전도하기 때문에 전극, 전지, 윤활유 등의 용도로 사용될 수 있습니다. 다이아몬드는 전기 전도 능력이 낮기 때문에 주로 보석, 절삭도구, 광학 장비 등의 용도로 사용됩니다.

빈티지한양48 · Answer

안녕하세요. 서정원 과학전문가입니다.탄소의 구조를 보면 공유전자쌍이 4개를 가지고 있어 최대 다른원자와 4군데 공유결합이 가능합니다. 그중 다이아 몬드는 4개의 공유결합을 모두 형성하고 있는 반면 흑연은 4개중에 3군데만 공유결합을 형성하여 나머지 전자 하나가 짝을 찾지못하고 주위를 돌아 다닙니다. 그로 인해 전류가 흐르는것이죠.. 이런 구조를 공명 구조라고 하는데.. 공명 구조를 나타내는 물질은 대부분 전류가 흐릅니다. 예를 들면 풀러렌, 그래핀, 탄소나노튜브 등도 공명 구조이므로 전류가 흐릅니다~

고운푸들16 · Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.다이아몬드는 4개의 탄소가 결합한 것이고, 흑연은 3개의 탄소가 결합한 것입니다.때문에 다이아몬드는 남는 전자가 없지만 흑연은 1개의 전자가 자유전자로 남아 있습니다.이 때문에 전기전도도가 다른 것입니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 흑연과 다이아몬드는 모두 순수한 탄소로 이루어진 물질입니다. 그러나 그들은 서로 다른 결정 구조를 가지고 있습니다.흑연은 원자들이 평면 구조로 배치되어 있어 전자들이 자유롭게 움직일 수 있는 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 전자의 이동이 용이하게 하기 때문에 전기가 통하는 물질이 됩니다.반면, 다이아몬드는 원자들이 규칙적으로 정렬된 고정된 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 전자의 이동을 방해하기 때문에 전기가 통하지 않는 물질이 됩니다.결론적으로, 흑연과 다이아몬드는 서로 다른 결정 구조를 가지고 있기 때문에 전기적 특성이 다릅니다. 흑연은 전기가 통하므로 전기 전도체이며, 다이아몬드는 전기가 통하지 않으므로 전기 절연체입니다.

활달한파리매77 · Answer

안녕하세요. 흑연과 다이아몬드는 모두 탄소(C) 원소로 이루어진 물질입니다. 그러나 전기가 흐르는 물질의 경우 전자의 이동이 가능해야 하며, 이를 가능하게 하는 것은 전자의 이동 경로에 있는 전자의 자유도입니다. 이 자유도는 원자나 분자의 구조와 결합 상태에 의해 결정됩니다.흑연은 평면 구조로 이루어져 있어 전자의 이동이 용이합니다. 즉, 흑연 내부의 탄소 원자들은 평면 상에서 서로 결합하여 전자의 이동이 쉽게 일어납니다. 이러한 구조로 인해 흑연은 전기를 잘 전도하는 특성을 가집니다.반면에 다이아몬드는 탄소 원자들이 네 개의 고리 형태로 결합하여 만들어진 고체 구조를 가지고 있습니다. 이 구조는 전자의 이동을 방해하는 방향성을 가지고 있으므로 전자의 이동이 어렵습니다. 따라서 다이아몬드는 전기를 전도하지 않는 특성을 가지고 있습니다.결론적으로, 흑연과 다이아몬드는 동일한 탄소 성분으로 이루어져 있지만, 각각의 구조가 전기를 전도하는 능력에 영향을 미치기 때문에 전기를 전도하는 능력이 다릅니다.도움이 되셨다면 좋아요 & 추천 부탁드려요~ 행복한 하루 되세요~ ^^

전기·전자

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같은 탄소성분으로 구성된 흑연과 다이아몬드중 왜 흑연만 전기가 통하는것인가요?