숯과 다이아몬드의 분자구조가 유사하다는 것이 사실인가요?
예전에 그러니까 중학생 시절에 과학 선생님께서 숯과 다이아몬드의 분자구조가 비슷하다고 말씀하신 기억이 떠올라서 아하 과학 전문가님들께 질문 드립니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
분자구조가 유사하면 유사한 기계적특성을 가집니다. 그렇기때문에 강도면에서 큰 차이가나는 숯과 다이아몬드는 분자구조가 유사하지않습니다.
같은 원자인 탄소로이루어져있지만 분자구조가 달라 특성이다른것입니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
음, 다르다고 말씀드릴 수 있습니다. 숯은 목재를 이용하여 만든것이며, 목재 표면에 탄소가 달라 붙는다고 이해하시면 될 듯합니다.
다이아몬드의 경우는 3차원 상 규칙적인 배열을 하고 있습니다. 숯과는 달리 정렬되고 규칙적인 모습니다.
하지만 공통적인 특징은 탄소로 이루어져있다보니, 탄소의 6각 구조를 띤다는 점입니다. 탄소로 이루어진 물질은 모두 탄소간 결합으로 6각구조를 기본으로 합니다.
숯, 연필심, 다이아몬드는 같은 탄소원자로 구성되어 있지만 원자의 배열이 다릅니다.
탄소는 어떻게 배열되냐에 따라 강도가 결정되는 특징이 있습니다.
따라서 숯의 탄소 배열을 자유롭게 움직일 수 있다면 이론적으로 다이아몬드를 만들 수 있습니다.
다이아몬드와 숯은 동일한 탄소원자로 되어 있습니다. 탄소가 깊은지각에서 높은 압력과 열을 받으면 다이아몬드가 되고 그렇지 않으면 그냥 숯이나 흑연이 됩니다. 다이아몬드의 구조는 원자들이 경계없이 서로 교차하며 엉켜있는 방면에 숯이나 흑연의 구조는 경계를 가지고 쌓여 있는 형태여서 쉽게 부셔지는 형태로 되어 있습니다.