외부 자극에도 분자구조가 변하지 않는 물질이 있나요?

Question

열을 가한다거나 기압이 달라진다거나 이런식의 외부자극이 있어도 분자구조가 변하지 않는 물질이 있는지 궁금합니다. 또한 그런 물질은 실생활에서 어떻게 사용되나요?

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

물리학에서는 물질의 상태가 변해도 그 물질의 분자 구조 자체는 변하지 않는다고 설명하고 있습니다.

예를 들어, 물이 얼음으로 고체화되거나 수증기로 기화되더라도 그것은 여전히 H2O의 분자 구조를 유지하고 있는 것이죠. 이러한 현상은 '물리 변화’라고 부르고, 이는 물질의 모양, 크기, 상태만 변하고 물질의 고유한 성질은 변하지 않는 현상을 뜻합니다.

따라서 외부 자극에 의해 물질의 상태가 변하더라도 그 물질의 분자 구조가 변하지 않는 경우가 매우 많습니다.

Answer 2

안녕하세요.

외부 자극에 절대적으로 변하지 않는 물질은 없습니다. 온도, 압력, 빛 등 외부 자극에 대해 모든 물질은 일정한 반응을 보이지만, 대부분 일시적인 현상으로 자극이 제거되면 원래 분자 구조로 돌아가는 특징이 있습니다.

다이아몬드의 경우, 고온과 고압에서도 안정적인 분자 구조를 유지하는 것으로 알려져 있는데,..다이아몬드는 탄소 원자들이 강력한 공유 결합으로 이루어진 격자 구조의 특성으로 외부 자극에 안정적인 특성이 있습니다. 이런 이유로 다이아몬드는 보석으로 사용되는 것 이외에도 드릴비트나 절삭도구로 사용되기도 합니다.

그리고, 플라스틱이나 고무와 같은 물질도 상대적으로 안정적인 분자 구조를 지니는데...이러한 물질은 열이나 압력에 노출되도 분자 구조가 상대적으로 안정적 입니다.

그러나, 중요한 건.. 이런 안정성은 상대적인 특성으로 매우 높은 온도, 매우 높은 압력 등 극단적인 외부 자극에 노출이 된다면...이러한 물질의 분자 구조도 변할 수 있습니다.

질문에 도움이 되셨으면 좋겠네요..

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

네, 일부 물질은 외부 자극에도 분자 구조가 변하지 않는 안정성을 가지고 있습니다. 이러한 물질을 안정한 물질이라고 합니다. 안정한 물질은 일반적으로 화학적으로 안정하며, 환경 조건이나 외부 자극에도 변화하지 않는 특성을 가지고 있습니다.

예를 들면, 금속인 철은 산화되지 않고 공기 중에서도 상대적으로 안정한 물질입니다. 철은 산화되기 어렵고, 산소와 반응하여 산화철로 변환되는 과정이 상당히 느립니다. 따라서, 우리가 흔히 볼 수 있는 철제 물건들은 환경에 노출되어도 큰 변화 없이 오랫동안 사용할 수 있습니다.

또 다른 예로는 다이아몬드가 있습니다. 다이아몬드는 탄소 원자로 구성된 결정 구조를 가지고 있으며, 매우 강한 공간 구조를 가지고 있어 환경적인 영향에 대해 안정성을 유지합니다.

하지만 모든 물질이 완전히 안정하다고 할 수는 없습니다. 일부 물질은 특정 환경 조건이나 외부 자극에 따라 변화할 수 있습니다. 또한, 고온이나 고압과 같은 극한 조건에서는 대부분의 물질이 변화를 겪을 수 있습니다.