1. 탄소 동소체 (Carbon Allotropy) 이란?
ㅇ 동소체 (Allotropy)
- 비록 화학적 조성은 같지만, 1 이상의 다른 성질(결정구조 등)를 갖음
- 같은 원소로 이루어졌지만 다른 성질을 갖는 물질
ㅇ 탄소 동소체 (Carbon Allotropy)
- 탄소로 만 구성된 물질이 다른 성질을 나타냄
- 종류 : 비결정성 탄소, 결정성인 흑연, 다이아몬드
- 탄소 원소가 온도 및 압력이 높아가며 흑연, 다이아몬드, 버키볼(C60) 등으로 변함
. 높은 압력,온도에서는, 탄소 원자들을 좀 더 가깝게 다가갈 수 있기 때문임
2. 흑연 (Graphite) (배위수 CN=3)
ㅇ 일반 환경(상온 등)에서 안정된 상태
- 내열성,내식성이 높음
ㅇ 탄소 원자들이 넓게 층 구조로 배열됨
- 주변 3개 탄소들과 결합하여 정육각형이 규칙있게 늘어선 2차원적 평면 구조
- 판 사이에는 결합력이 약해 쉽게 미끄러지기 쉬움
- 즉, 서로 미끄러지기 쉽고, 연하고, 잘 부스러짐
ㅇ 특성
- 매끄럽고, 무르고, 불투명하고, 흑색 (빛의 반사 없이 검게 보임)
- 전기 전도 및 열 전도성이 좋음 (비금속 중 유일하게 전도성 있음)
ㅇ 용도 : 연필이나 윤활제로 쓰임
3. 다이아몬드 (Diamond) (배위수 CN=4)
ㅇ 정사면체 구조 ☞ 다이아몬드 결정구조 참조
- 주변 4개 탄소들과 결합한 정사면체가 규칙있게 들어선 3차원적 그물 구조
ㅇ 투명하고, 단단한 고체
ㅇ 밀도 높음 (흑연 밀도 : 2.25 g/㎤, 다이아몬드 밀도 : 3.51 g/㎤)
ㅇ 매우 높은 압력,온도에서 나타남 (대략 3000 ℃, 100,000 atm)
- 지구 생성시 존재하던 탄소가 깊이 250 ㎞ 정도에서 높은 압력,온도에서 만들어짐
ㅇ 산업용 합성 다이아몬드는 절단,연마,광택용 등으로 사용