다이아몬드는 어떤 물질로 되어있기에 빛이 나고 단단한건지 과학적 이유가 궁금해요.

Question

다이아몬드가 천연광물중에 최상급이자 압도적으로 높은 경도를 자랑한다고 하는데요. 왜 이렇게 단단한건지요. 해머로 내리쳐도 안깨진다고 하던데요. 그리고 다른 광물보다 훨씬 빛반사가 되는 과학적 이유가 궁금해요.

화목한다람쥐109 · Accepted Answer

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

다이아몬드는 사면체 격자 구조에서 탄소 원자 사이의 강한 공유 결합으로 인해 알려진 가장 단단한 물질입니다. 각 탄소 원자는 4면체 배열로 인접한 4개의 탄소 원자에 공유 결합되어 강하고 단단하며 서로 맞물리는 격자 구조를 형성합니다

빛이나는건 다이아몬드의 커팅은 빛의 전반사를 도와 빛이나는 것입니다

이용준 전문가 · Answer

다이아몬드는 연필심과 같은 원소인 탄소(C)로 구성되어 있습니다. 연필심인 흑연에 비해 다이아몬드가 단단한 이유는 결정 구조가 다르기 때문입니다. 흑연은 탄소가 평면으로 결합되어 있고, 이들 평면들은 다시 약한 결합으로 연결되어 있습니다. 따라서 흑연은 얇은 층으로 벗겨지는 성질이 있습니다. 다이아몬드는 결합할 수 있는 모든 방향이 공유결합을 하고 있어 매우 단단합니다.

단단하다는 것은 서로 마찰시켰을 때 긁히거나 긁히지 않는다는 것입니다. 다이아몬드가 귀한 것은 보석 중에서 가장 단단하고 희귀하기 때문입니다. 단단하기 때문에 일상적인 생활에서 일어나는 마찰에 의해서 표면에 긁힘이 생기지 않고 그로 인해 광채를 계속 유지할 수 있는 것입니다. 그러나 단단하다는 것(경도)이 강하다는 것(강도)은 아닙니다. 다시 말해서 망치로 다이아몬드를 때려도 깨지지 않는다는 것은 아닙니다. 망치로 다이아몬드를 때리면 유리처럼 부서집니다.

굉장한호돌이84 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.다이아몬드는 탄소의 연결이 입체적으로 되어있어 강한 경도를 가집니다. 또한 굴절율이 높아 빛이 사방으로 꺾이고, 다이아몬드 자체를 빛이 가장 잘 꺾이고 반사되도록 조각을 하기때문에, 더 돋보이기도합니다.감사합니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.다이아몬드는 탄소 원자들이 결정 구조로 정렬된 형태로 이루어져 있습니다. 탄소 원자들은 각각 네 개의 이웃 원자들과 공유결합을 형성하여 격자 구조를 형성합니다. 이 격자 구조는 매우 강한 결합을 가지며, 이에 따라 다이아몬드는 단단하고 강한 구조를 갖게 됩니다.

이런 다이아몬드의 결정 구조로 인해 들어오는 빛이 다이아몬드 내부를 통과하기 어렵고, 대부분 반사됩니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.다이아몬드는 순수한 탄소로 이루어진 결정체입니다. 다이아몬드는 각 분자간의 결합이 매우 강하고, 결정 구조가 규칙적이며, 결정의 모양이 대칭적이어서 매우 단단한 물질입니다. 이러한 구조로 인해 다이아몬드는 가장 단단한 물질 중 하나로 알려져 있습니다.또한, 다이아몬드는 빛이 매우 잘 반사되는 물질로, 높은 굴절률과 높은 분산력을 가지고 있습니다. 이는 다이아몬드 내부의 탄소 분자간의 결합이 매우 강하므로, 빛이 다이아몬드 내부로 들어가면, 분자간 충돌로 인해 빛이 굴절되고, 반사되어 눈부신 빛을 발합니다. 또한, 다이아몬드는 산화나 부식에 강하며, 전기를 매우 잘 전도하는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성들로 인해 다이아몬드는 보석, 공업용 절삭 도구, 전자 공학 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.

고혹적인가마우지34 · Answer

다이아몬드는 순수한 탄소로 이루어져 있습니다. 탄소 원자는 각각 4개의 이웃 원자와 공유결합을 형성하는데, 이들 결합은 매우 강하고 안정적입니다. 이로 인해 다이아몬드는 분자 내부에서도 매우 단단하고 안정한 구조를 갖게 됩니다.

다이아몬드의 결정체 구조는 매우 밀도가 높고, 원자들이 규칙적으로 배열되어 있습니다. 탄소 원자들이 사면체의 형태로 서로 결합하면서 격자 구조를 형성합니다. 이 격자 구조는 강력한 공간적인 결합을 갖고 있어 다이아몬드를 매우 단단하게 만듭니다. 이러한 구조는 압력이나 충격에 대해 저항력이 강하고 다른 광물들보다 더 큰 강도를 제공합니다.

다이아몬드가 해머로 내리쳐도 깨지지 않는 이유는 이러한 분자 구조와 결정체 구조 때문입니다. 다이아몬드의 탄소 결합은 매우 강하고 안정적이기 때문에 일반적인 충격으로는 쉽게 파괴되지 않습니다.

또한, 다이아몬드가 높은 광택과 빛반사를 갖는 이유는 광학적인 특성과 관련이 있습니다. 다이아몬드의 결정체 구조에서 광선은 매우 작은 속도로 이동하며, 이에 따라 빛이 많은 시간 동안 탄소 원자와 상호 작용하게 됩니다. 이 상호 작용은 빛을 매우 잘 흡수하고 다양한 각도로 반사하는 결과를 가져옵니다. 또한, 다이아몬드의 광학적인 특성은 그것이 광파를 빠르게 전파시키는 높은 굴절률과도 관련이 있습니다. 이러한 광학적 특성으로 인해 다이아몬드는 다른 광물들보다 훨씬 더 밝고 아름다운 빛을 반사하게 됩니다.

쌈박한오릭스46 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 다이아몬드는 탄소 원소 4개가 모여서 탄소만으로 만들어진 금속으로 탄소 4개가 정사각형의 분자구조를 가지고 연결되어 중간에 틈이 없이 연결되어 결합된 결정으로 매우 안정한 구조로 입니다. 따라서 다른 금속의 분자 구조에 비해서 매우 단단한 구조를 가지고 있습니다.