연필의 원리 ( 파이결합 파괴 vs 반데르발스 힘 )
제가 인터넷으로 찾아본 결과
1) 마찰로 파이결합이 깨져서 쓰여짐
2) 약한 반데르발스 힘으로 평면구조가 이어져 있어서 마찰에 의해 쉽게 쓰여짐
이 두개로 나왔는데
저는 후자 같은데 인터넷에는 전자라는 말이 더 많습니다.
뭐가 맞는건가요?
제가 뭘 모르고 있는 걸까요
제가 알기로는 파이결합이 엄청 강해서 후자가 훨씬 말이 되는 것 같습니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
연필을 종이에 쓸 때는 마찰력으로 인해 약한 반데르발스 힘을 이기고 흑연 층이 층 사이에서 쉽게 분리되어 종이에 남게 됩니다. 즉 파이결합 같은 강한 결합이 깨지는 것이 아니라 약한 층간 힘 즉, 반데르발스 힘이 깨져 흑연 층이 벗겨지는 것이라고 볼 수 있겠습니다.
1명 평가안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
흑연 탄소 원자들이 sp2 혼성화 결합을 하고 있는데, 이는 육각형 평면 구조를 가지고 있습니다. 탄소의 경우 sp3 결합이 다이아몬드이죠. 이 평면의 내부 결합은 매우 강해서 잘 끊어지지 않습니다. 그러나 이 층과 층 사이에는 약한 반데르발스 결합으로 이루어져 있는데, 이는 매우 약하게 붙어 있기 때문에, 층과 층사이가 미끄러지듯 떨어져 나가면서 종이에 묻는 것이 연필로 글씨가 쓰여졌다고 표현하는 것입니다.
안녕하세요.
재료공학을 전공할 때 수업에서 나왔던 내용인데, 저도 후자의 경우라고 알고 있습니다. 연필심의 재료인 흑연의 경우 층상구조로 이루어져 있는데, 그 층과 층 사이는 반데르발스결합을 하고 있죠. 이 결합은 2차 결합으로 상당히 약한 결합이기 때문에, 힘을 가해서 눌러 쓰면 층이 떨어져 나가면서 글씨가 써지는 것으로 알고 있습니다. 파이결합이 깨지는 것이 아니구요.
감사합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
연필심은 흑연으로 되어 있으며 흑연은 탄소 원자가 층상 구조를 이루고 각 층은 강한 공유결합으로 묶여 있습니다 그러나 층과 층 사이에는 약한 반데르발스 힘만 존재해 쉽게 미끄러져 떨어져 나옵니다. 그래서 글씨를 쓸 때는 파이결합이 아니라 반데르발스 힘이 끊어지면서 얇은 흑연 층이 종이에 묻어나는 원리라고 할수 있습니다
안녕하세요. 박준희 전문가입니다.
연필의 원리는 저도 반데르발스힘의 논리가 맞다고 봅니다. 물론 뭐가 맞는지 공식적인 이론은 없지만
약한 반데르발스 힘으로 평면구조가 이어져 있어서 마찰 에 의해 쉽게 쓰여지는게 맞는거 같아요.
감사합니다.