안녕하세요. 배영광 과학전문가입니다.
한가지 원소로 구성되지만 이렇게 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
