탄소인데 다이아몬드와 연필심이 강도가 다른이유가 뭔가요?

Question

단단하고 아름다운 빛깔로 최고의 보석이라 불리는 다이아몬드의 원소는 탄소이고 연필심도 탄소가 원소인것으로 알고 있는데요.. 이렇게 같은 탄소인데 강도차이가 많이 나는 이유가 뭔가요?

Answer 1

안녕하세요. 한만전 전문가입니다.

둘다 100% 탄소로 이루어진 재료 입니다.

다만 결정구조의 차이 입니다.

다이아몬드는 3D 형태의 입방구조가 서로 얽혀 있는 구조이고

연필심(흑연)은 2D형태의 결정구조가 판상으로 단순하게 겹겹이 쌓여 있는 형태입니다.

하여 흑연은 판상의 경계가 쉽게 무너져 강도가 약합니다.

하지만 다이아몬드는 서로 연결되어 있는 결정구조에서 경계가 없이 얽혀 있기 때문에 어느 한곳이 약한 부분이 없습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

다이아몬드와 연필심은 모두 탄소로 이루어졌지만 원자 배열 구조가 완전히 다릅니다 다이아몬드는 3차원 입체 구조로 탄소 원자들이 강하게 결합되어 매우 단단한 반면 흑연은 얇은 층 구조로 결합이 약해 쉽게 부서집니다 이런 구조 차이로 인해 같은 원소라고 성질이 크게 달라지는 겁니다