금속
흑연은 다음과 같은 거대한 공유 구조를 가지고 있습니다. 각 탄소 원자는 공유 결합에 의해 3개의 다른 탄소 원자에 연결됩니다. 탄소 원자는 육각형 원자 배열로 층을 형성합니다. 레이어 사이에는 약한 힘이 있습니다. 또한 흑연에는 다음과 같은 특성이 있습니다.
흑연은 녹는점이 다이아몬드와 비슷합니다. 흑연은 부드럽고 미끄럽고 연필과 자물쇠와 같은 것의 건조 윤활제로 사용됩니다. 다이아몬드보다 밀도가 낮습니다. 다이아몬드가 불용성인 것과 같은 이유로 물과 유기 용매에 불용성입니다.
흑연은 융점이 높습니다. , 와 유사 다이아몬드. 흑연을 녹이기 위해서는 한 장의 시트를 다른 시트에서 느슨하게 하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 전체 구조에서 공유 결합을 끊어야 합니다.
부드럽고 미끄러운 느낌입니다. 연필과 자물쇠와 같은 것의 건조 윤활제로 사용됩니다. 흑연은 카드 팩과 비슷하다고 생각할 수 있습니다. 각 카드는 강력하지만 카드가 서로 미끄러지거나 팩에서 완전히 떨어질 수도 있습니다. 연필을 사용하면 시트가 떨어져서 종이에 붙습니다.
다이아몬드보다 밀도가 낮습니다. . 이는 시트 사이에 "낭비되는" 공간이 상대적으로 많기 때문입니다.
불용성 물과 유기 용매에서 – 다이아몬드가 불용성인 것과 같은 이유입니다. 용매 분자와 탄소 원자 사이의 인력은 흑연의 강한 공유 결합을 극복할 만큼 충분히 강하지 않습니다.
흑연은 전기를 전도합니다. . 비편재화된 전자는 시트 전체에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 흑연 조각이 회로에 연결되면 전자가 시트의 한쪽 끝에서 떨어지고 다른 쪽 끝에서 새 것으로 교체될 수 있습니다.
재료는 일반적으로 회색빛이 도는 검은색이며 불투명하며 빛나는 검은색 광택이 있습니다. 그것은 매우 부드럽고 매우 약한 압력으로 균열되며 비중이 매우 낮습니다. 흑연은 금속과 비금속의 특성을 모두 나타내기 때문에 다른 재료입니다.
흑연은 유연하지만 신축성이 없고 전기 및 열전도율이 높습니다. 이러한 놀라운 특성으로 인해 야금 및 제조 분야에서 광범위하게 사용됩니다.
색상 | 스틸 그레이에서 블랙으로 |
화학물질 분류 | 네이티브 요소 |
연속 | 검정 |
광택 | 금속, 때로는 흙빛 |
투명성 | 불투명 |
절단 | 한 방향으로 완벽 |
모스 경도 | 1에서 2 |
비중 | 2.1 ~ 2.3 |
진단 속성 | 색상, 줄무늬, 미끄러운 느낌, 비중 |
화학 성분 | C |
수정 시스템 | 육각형 |
흑연의 속성:
그것은 금속과 비금속의 특성을 모두 가지고 있다는 점에서 독특합니다. 유연하지만 탄력적이지 않고, 열 및 전기 전도성이 높으며, 내화성이 높고 화학적으로 불활성입니다. 흑연은 X선과 중성자의 흡착이 적어 핵 분야에서 특히 유용한 물질입니다.
높은 열전도율:그래핀의 전도율은 약 3000W mK-1인 반면 구리의 경우 ~400W mK-1입니다. 높은 전기 전도도:극도로 높은 밀도의 전류를 유지하는 능력(구리보다 백만 배 높음),
그 부드러움과 줄무늬로 인해 흑연은 연필의 "납"을 만드는 데 유용합니다. 유연하지만 신축성이 없습니다. 결정은 흔하지 않지만 발생하면 거친 육면체(육각형) 조각으로 발견됩니다. 서로 쉽게 미끄러지는 미세하고 유연한 조각으로 나뉩니다.
그래핀의 가장 뛰어난 특성은 다음과 같습니다.
흑연은 매우 부드럽고 미끄럽습니다. 다이아몬드는 인간에게 알려진 가장 단단한 물질입니다. 둘 다 탄소로만 만들어지면 무엇이 다른 특성을 제공합니까? 답은 탄소 원자가 서로 결합을 형성하는 방식에 있습니다.
다이아몬드와 카본의 차이점은 아래와 같습니다.
다이아몬드 | 흑연 |
결정체 성질을 가지고 있습니다. | 계층 구조를 가지고 있습니다. |
각 C는 sp3 혼성화되어 인접 C 원자와 4개의 공유 결합을 형성합니다. | 각 C 원자는 sp2 혼성화되어 3개의 다른 C 원자와 3개의 시그마 결합을 형성합니다. 네 번째 전자는 파이 결합을 형성합니다. |
기하학은 사면체입니다. | 기하학이 평면입니다. |
C-C 본드 길이는 154pm입니다. | C-C 본드 길이는 141.5 pm입니다. |
깨지기 어려운 단단한 공유 결합을 가지고 있습니다. | 부드럽다. 레이어를 쉽게 분리할 수 있습니다. |
전기 절연체입니다. | 전기의 좋은 전도체입니다. |
그 후, 재료는 방사상 바깥쪽으로 갈라지고 궁극적으로 분해됩니다. 라이스 대학의 연구원들은 300개의 그래핀 층(결국 최대 100nm 두께)이 이러한 미세 총알을 완전히 막을 수 있음을 발견했습니다.
흑연은 짙은 회색에서 검은색으로 불투명하며 매우 부드럽습니다(모스 경도의 1 1/2 경도). 반면 다이아몬드는 무색 투명하며 자연에서 가장 단단한 물질입니다.
흑연은 매우 부드럽고 이 척도에서 경도가 1~2입니다. 다이아몬드는 가장 단단한 것으로 알려진 천연 물질이며 경도가 10입니다. 다른 자연 발생 물질에는 경도가 10이 없습니다.
흑연 분자에서 각 탄소 원자의 하나의 원자가 전자는 자유로 남아 있습니다. 구조의 자유 전자로 인해 흑연은 전기를 수행할 수 있습니다. 따라서 흑연은 전기의 좋은 전도체라고 합니다.
각 탄소 원자의 혼성화는 sp3이며, 이 설명은 흑연에 적합하지 않습니다. 탄소의 전자 배열은 1s22s22p2입니다.
탄소의 네 번째 원자가는 자유입니다. 따라서 전기의 좋은 전도체이며 광택이 나는 화합물입니다. 광택은 빛이 수정, 광물 또는 암석의 표면과 상호 작용하는 방식입니다. 따라서 흑연은 금속성 광택이 있습니다.
흑연은 탄소 원자의 육각형 배열을 특징으로 하는 각 층이 있는 여러 층을 특징으로 합니다. 이 층은 그들 사이의 약한 힘으로 인해 서로 미끄러질 수 있습니다. 이 미끄러짐은 흑연을 미끄럽게 만들고 비교적 좋은 윤활유를 만드는 것입니다.
흑연은 비금속이며 전기를 전도할 수 있는 유일한 비금속입니다. 주기율표의 오른쪽에서 비금속을 찾을 수 있으며 흑연은 전기를 잘 전도하는 유일한 비금속입니다.
다이아몬드는 고성능 마이크로일렉트로닉스의 민감한 부품에서 열을 전도하는 데 도움이 되는 방열판에 사용됩니다. 흑연 사용: 분말 형태의 흑연은 중장비의 윤활제로 사용됩니다. 짙은 회색 때문에 검은색 물감이나 잉크를 만드는 데에도 사용됩니다.
그래핀은 육각형 또는 벌집 모양의 격자로 배열된 sp2 결합 탄소 원자의 층인 흑연의 한 원자 층입니다. 흑연은 일반적으로 발견되는 광물이며 여러 층의 그래핀으로 구성됩니다. 그래핀과 흑연의 구조적 구성과 제조 방법이 약간 다릅니다.
그래핀을 발견한 공로로 코스티야 노보셀로프와 2010년 노벨 물리학상을 공동으로 수상한 안드레 가임(Andre Geim)은 "그래핀은 다이아몬드보다 강하고 단단하지만 고무처럼 길이의 4분의 1만큼 늘어날 수 있습니다."라고 말했습니다.
탄소 원자의 단일 층으로 구성된 물질인 그래핀은 강철보다 200배 더 강하고 종이보다 가벼우며 탁월한 기계적 및 전기적 특성을 지닌 가장 강력한 물질로 알려져 있습니다.
흑연은 층 구조를 가지고 있습니다. 층 사이에 약한 반 데르 발의 힘이 있습니다. 따라서 레이어가 서로 미끄러질 수 있습니다. 따라서 흑연은 부드럽습니다.
흑연은 탄소 동소체(다이아몬드와 마찬가지로)인 흥미로운 물질입니다. 금속과 비금속의 특성을 모두 표시합니다. 그러나 금속과 마찬가지로 흑연은 외부 원자가 껍질에 있는 전자의 이동성으로 인해 매우 우수한 전기 전도체입니다.
추가 읽기
금속
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