흑연의 구조는 무엇입니까?

흑연의 구조

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 사이에 약한 힘이 있습니다.

흑연은 3차원으로 설득력 있게 그리기가 상당히 어려운 층 구조를 가지고 있습니다. 아래 다이어그램은 각 레이어의 원자 배열과 레이어의 간격을 보여줍니다.

고체 탄소는 화학 결합의 유형에 따라 동소체로 알려진 다른 형태로 제공됩니다. 가장 일반적인 두 가지는 다이아몬드와 흑연입니다.

다이아몬드에서 결합은 sp3이고 원자는 각각 4개의 가장 가까운 이웃에 결합된 사면체를 형성합니다. 흑연에서 이들은 sp2 궤도 혼성체이며 원자는 120도 떨어져 있는 가장 가까운 이웃 3개와 결합된 평면에서 형성됩니다.

개별 레이어를 그래핀이라고 합니다. . 각 층에서 탄소 원자는 결합 길이가 0.142 nm이고 평면 사이의 거리는 0.335 nm인 벌집 격자로 배열됩니다. 평면의 원자는 공유 결합되어 4개의 잠재적 결합 위치 중 3개만 충족됩니다.

네 번째 전자는 평면에서 자유롭게 이동하여 흑연을 전기 전도성으로 만듭니다. 층 사이의 결합은 약한 반 데르 발스 결합을 통해 이루어지며, 이를 통해 흑연 층이 쉽게 분리되거나 서로 미끄러질 수 있습니다. 층에 수직인 전기 전도도는 결과적으로 약 1000배 더 낮습니다.

다이어그램의 한 부분 또는 다른 부분이 없으면 레이어의 원자와 같은 축척으로 레이어의 측면도를 그릴 수 없습니다.

이 경우 관련된 거리에 대한 정보를 제공하는 것이 중요합니다. 층 사이의 거리는 각 층 내의 원자 사이 거리의 약 2.5배입니다.

물론 레이어는 위에 표시된 몇 개뿐만 아니라 엄청난 수의 원자로 확장됩니다.

당신은 탄소가 4개의 짝을 이루지 않은 전자 때문에 4개의 결합을 형성해야 한다고 주장할 수 있지만, 이 도표에서는 이웃 탄소에 대해 3개의 결합만 형성하는 것으로 보입니다. 이 다이어그램은 단순화한 것으로 결합보다는 원자의 배열을 보여줍니다.

흑연의 결합

각 탄소 원자는 3개의 전자를 사용하여 3개의 가까운 이웃과 단순 결합을 형성합니다. 그러면 네 번째 전자가 결합 수준에 남습니다. 각 탄소 원자의 이러한 "예비" 전자는 한 층의 원자 시트 전체에 걸쳐 비편재화됩니다.

그것들은 더 이상 특정 원자나 원자 쌍과 직접적으로 연관되지 않지만 전체 시트에서 자유롭게 돌아다닐 수 있습니다. 중요한 것은 비편재화된 전자가 시트 내 어디에서든 자유롭게 이동할 수 있다는 것입니다. 각 전자는 더 이상 특정 탄소 원자에 고정되어 있지 않습니다.

그러나 한 시트의 비편재화된 전자와 인접 시트의 전자 사이에는 직접적인 접촉이 없습니다. 시트 안의 원자는 강력한 공유 결합으로 결합되어 있습니다. 실제로는 비편재화된 전자로 인한 추가 결합으로 인해 다이아몬드보다 더 강력합니다.

그렇다면 시트를 하나로 묶는 것은 무엇입니까? 흑연에는 반 데르 발스 분산력의 궁극적인 예가 있습니다. 비편재화된 전자가 시트 내에서 이동함에 따라 매우 큰 임시 쌍극자가 설정될 수 있으며 이는 전체 흑연 결정에 걸쳐 위와 아래 시트에서 반대 쌍극자를 유도할 수 있습니다.

흑연은 다이아몬드와 유사한 높은 융점과 같은 많은 특성을 가지고 있습니다. 흑연을 녹이기 위해서는 한 장의 시트를 다른 시트에서 느슨하게 하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 전체 구조에서 공유 결합을 끊어야 합니다.

부드럽고 미끄러운 느낌이 있으며 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 달라붙습니다.

흑연은 다이아몬드보다 밀도가 낮습니다. 이는 시트 사이에 "낭비되는" 공간이 상대적으로 많기 때문입니다.

다이아몬드가 불용성인 것과 같은 이유로 흑연은 물과 유기 용매에 녹지 않습니다. 용매 분자와 탄소 원자 사이의 인력은 흑연의 강한 공유 결합을 극복할 만큼 충분히 강하지 않습니다.

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.

FAQ.

흑연의 구조는 무엇입니까?

다이아몬드와 흑연의 구조는 무엇입니까?

최근에 발견된 벅민스터풀러렌(탄소 60 원자를 포함하는 축구공 모양의 분리된 분자)과 마찬가지로 다이아몬드와 흑연 모두 완전히 탄소로 만들어집니다. 그러나 탄소 원자가 공간에서 배열되는 방식은 세 가지 물질이 서로 다르기 때문에 탄소 동소체가 됩니다.

흑연의 결정 구조는 무엇입니까?

고대에 플럼바고라고 불리는 흑연(/ˈɡræfaɪt/)은 육각형 구조로 배열된 원자를 가진 탄소 원소의 결정 형태입니다. 이 형태로 자연적으로 발생하며 표준 조건에서 가장 안정적인 탄소 형태입니다.

흑연은 층상 구조입니까?

흑연은 6원의 육각형 고리로 배열된 탄소 원자 층으로 구성됩니다. 이 고리는 가장자리에서 서로 붙어 있습니다.

흑연의 구조와 성질은 무엇입니까?

흑연은 탄소 원자가 육각형 고리의 층을 형성하는 거대한 공유 구조를 가지고 있습니다. 층 사이에는 공유 결합이 없습니다. 하나의 비결합 또는 비편재화 - 각 원자의 전자가 있습니다.

흑연의 구조와 결합은 무엇입니까?

흑연은 탄소 원자 층으로 구성된 거대한 공유 구조를 가지고 있습니다. 탄소 원자에는 결합에 사용할 수 있는 4개의 원자가 전자가 있습니다. 흑연에서 각 탄소 원자는 3개의 다른 탄소 원자에 공유 결합되어 있습니다. 따라서 모든 탄소 원자에는 결합에 사용되지 않는 1개의 전자가 있습니다.

흑연은 단순한 구조입니까?

흑연의 거대한 공유 구조. 흑연은 3차원으로 설득력 있게 그리기 어려운 층 구조를 가지고 있습니다. 아래 다이어그램은 각 레이어의 원자 배열과 레이어의 간격을 보여줍니다.

흑연은 사면체 구조입니까?

흑연은 4면체 구조가 올바르지 않습니다. 흑연은 결정질 탄소의 자연 발생 형태입니다. 변성암과 화성암에서 발견됩니다. 흑연은 탄소가 지각과 상부 맨틀에서 열과 압력을 받을 때 형성됩니다.

흑연의 구조와 용도는 무엇입니까?

흑연은 탄소의 동소체입니다. 흑연 각 탄소 원자는 단일 공유 결합에 의해 3개의 다른 탄소 원자와 연결되어 층에 배열된 육각형 고리를 생성합니다. 일반적으로 흑연은 연필심, 전지에 전극으로 사용된다. 구조와 같은 2차원 레이어가 있습니다.

흑연의 구조 이름은 무엇입니까?

흑연은 6개의 탄소 원자로 구성된 고리로 구성된 층상 구조를 가지고 있으며, 이 구조는 넓은 간격의 수평 시트에 배열되어 있습니다. 따라서 흑연은 6각형 시스템에서 결정화되지만 다이아몬드와 같은 8면체 또는 4면체 시스템에서 결정화되는 동일한 원소와 대조됩니다.

흑연과 같은 구조를 가진 것은 무엇입니까?

이는 BCN(H) 네트워크의 탄소 원자의 대부분이 흑연과 유사한 구조를 가지고 있음을 나타냅니다.

흑연을 어떻게 구성합니까?

흑연의 구조는 물리적 특성을 어떻게 설명합니까?

흑연의 평면 구조는 전자가 평면 내에서 쉽게 이동할 수 있도록 합니다. 이를 통해 흑연은 전기와 열을 전도할 뿐만 아니라 빛을 흡수하여 다이아몬드와 달리 검은색으로 보입니다.

그래핀 구조란 무엇입니까?

그래핀은 각 탄소 원자 사이에 강한 공유 결합이 있는 단일 원자 두께의 흑연 층입니다. 원자는 육각형으로 배열됩니다. 그 속성은 다음과 같습니다:높은 녹는점과 끓는점. 그래핀의 많은 공유 결합은 강력하고 이를 끊기 위해서는 상당한 에너지가 필요합니다.

흑연은 단단합니까, 부드럽습니까?

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.

흑연은 네트워크 구조를 가지고 있습니까?

다이아몬드와 흑연은 탄소 원소의 다른 형태입니다. 둘 다 공유 결합으로 연결된 탄소 원자의 거대한 공유 네트워크 구조로 구성됩니다.

탄소의 두 가지 다른 구조적 형태는 무엇입니까?

원소가 둘 이상의 결정 형태로 존재할 때, 그러한 형태를 동소체라고 합니다. 탄소의 가장 일반적인 두 동소체는 다이아몬드와 흑연입니다.

실리콘에 흑연 구조가 없는 이유는 무엇입니까?

Si는 C보다 크기가 크고 전기음성도가 작기 때문에 sp2-hybridization을 하지 않으므로 흑연과 같은 구조에 필요한 pπ-pri 이중 결합을 형성하지 않습니다. 대신 sp3-hybridization만 하는 것을 선호하므로 실리콘은 다이아몬드와 같은 3차원 네트워크 구조를 갖습니다.