안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
산화 칼슘과 이산화 탄소의 상온 결정 상태 차이는 이온 결합으로 형성된 거대 입체 격자 구조와 공유 결합으로 형성된 개별 분자 구조의 차이에서 발생합니다.
금속 원소인 칼슘은 전자를 잃고 양이온이 되고, 비금속 원소인 산소는 전자를 얻어 음이온이 되어, 두 이온은 강력한 정전기적 인력으로 결합합니다. 이온 결합 물질은 특정 원자 몇 개가 짝을 지어 독립된 분자를 만드는 것이 아니라, 양이온과 음이온이 3차원 공간에서 무수히 교대로 이어지는 거대 이온 격자 구조를 형성합니다. 정전기적 인력이 끊임없이 입체적으로 작용하기 때문에 이 결합을 깨뜨리고 입자들을 자유롭게 이동시키려면 매우 큰 열에너지가 필요합니다.
비금속 원소인 탄소와 산소는 전자를 서로 공유하여 완결된 형태의 공유 결합을 이루는데, 공유 결합을 통해 원자들이 단단히 붙어 하나의 독립된 단위인 개별 분자를 만듭니다. 분자 내부에서 원자끼리 잡고 있는 공유 결합력은 매우 강하지만, 분자와 분자 사이에 작용하는 인력은 매우 약합니다. 상온이 가진 약간의 열에너지로도 이 약한 분자 간 인력을 손쉽게 끊어버릴 수 있으므로, 분자들이 서로 떨어져 자유롭게 날아다니는 기체가 됩니다.