탄소 구조

동질이상이 같은 조성에 다른 구조라면 동질이형은 단원소 고체에 여러가지 다른 구조를 의미한다.

탄소는 단원소 고체로의 동질이형이 존재한다. 이들은 금속,세라믹,폴리머중 어느 분류에도 속하지 않는다.

탄소는 많은 산업분야에서 굉장히 중요한 역할을 하고 있다.

그중 대표적으로는 다이아몬드, 흑연 등이 존재한다.

 

1. 다이아몬드

 

다이아몬드는 ZnS와 같은 형태를 띈다. Zincblende구조인 것이다. 하지만 모든 원소가 탄소인 형태이다.

다이아몬드의 구조

 

각각의 탄소원자는 sp3혼성을 하여 다른 4개의 탄소에 결합하는데, 이 모양은 사면체이다. 다이아몬드는 알려진 가장 단단한 재료이다. 그리고 매우 높은 열 저항성이 있다. 이 결정구조는 다이아몬드 입방 이라고 부른다. 큰 단결정은 보석을 만들고 작은 경우 공업용으로 사용한다.

 

2. 흑연

 

 

흑연은 다층 구조로 이루어져 있는데 층간으로는 sp2혼성 궤도들의 탄소들이 다른 3개의 인접 원자들과 공유결합을 하고, 층간으로는 약한 반데르발스 결합을 하게 된다. 이는 위의 그림과 같은 형태를 띄게 된다.

 

그 외에도 풀러렌, 카본 나노 튜브 등이 있다.