결혼 반지로 다이아반지를 했는데, 다이아몬드가 자세히 보면 엄청 반짝이던데 성분이 뭔지 알 수 있나요?

Question

저는 금가락지 하나면 된다고 하는데 비싼 8부를 해서 받을 때는 좋은데 평상시에 끼지도 못하고 장농에만 모셔두고 있습니다. 결혼식날 한 번 껴보고 한 1주일 착용하고 불편해서 보관만 하고 있는데 지금 금값이 올라서 금으로 했으면 아쉬움이 남네요. 그런데 다이아몬드가 정말 반짝이고 단단하던데 어떤 성분으로 이루어졌는지 성분을 알 수 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

다이아몬드는 그 속에 특별한 무언가가 들어있을 것 같지만, 놀랍게도 다이아몬드를 구성하는 성분은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 연필심과 똑같은 탄소(C) 단 한 가지뿐입니다.

​다이아몬드는 오직 탄소 원자로만 이루어진 결정체입니다. 다만 연필심(흑연)은 탄소 원자들이 층을 이루어 느슨하게 겹쳐 있는 구조인 반면, 다이아몬드는 땅속 깊은 곳에서 엄청난 고온과 고압을 견디며 탄소 원자들이 아주 촘촘하고 입체적인 그물망 구조로 결합한 것입니다. 이 강력한 결합 구조 덕분에 지구상에서 가장 단단한 천연 물질이라는 타이틀을 갖게 된 것이지요.

​말씀하신 특유의 반짝임은 다이아몬드의 높은 굴절률과 분산 특성 때문입니다. 빛이 다이아몬드 안으로 들어가면 밖으로 바로 빠져나가지 못하고 내부에서 이리저리 반사되다가 꺾이면서 밖으로 나오게 됩니다. 이때 빛이 무지개처럼 여러 색깔로 흩어지는데, 이것을 보석학 용어로 파이어(Fire)라고 부릅니다. 8부 정도의 크기라면 그 빛의 깊이가 남달라 더 화려하게 느껴지셨을 겁니다.

​8부면 결혼 예물로서 상당한 정성이 들어간 귀한 선물인데, 장롱 속에만 두기엔 참 아쉽겠다는 마음이 듭니다. 다이아몬드는 금과 달리 나중에 되팔 때 제값을 받기 어려운 면이 있어 투자 목적으로는 금이 나을 수도 있지만, 영원히 변치 않는 사랑이라는 상징성만큼은 다이아몬드가 가진 독보적인 가치이기도 합니다.

Answer 2

안녕하세요.

다이아몬드 성분 자체는 거의 순수한 탄소라고 보시면 됩니다. 다이아몬드에서는 각 탄소 원자가 주변 탄소 4개와 매우 강한 공유결합을 이루며 3차원 정사면체 구조로 촘촘하게 연결되어 있고, 이 거대한 격자망이 전체 결정으로 이어져 있기 때문에 외부 힘이 가해져도 쉽게 변형되지 않아 매우 단단합니다. 반면 동일하게 탄소로만 이루어져 있는 흑연은 탄소가 평면 층 구조를 이루고 층 사이 결합이 약해 쉽게 미끄러집니다. 말씀해주신 것처럼 다이아몬드가 반짝이는 이유는 성분이 특별해서라기보다 광학적 성질과 컷팅 기술 때문인데요, 다이아몬드는 굴절률이 매우 높아 들어온 빛을 강하게 꺾습니다. 또한 분산이 커서 흰빛이 내부에서 무지갯빛으로 나뉘어 보일 수 있는데요, 이때 브릴리언트 컷 같은 정교한 연마를 하면 빛이 내부에서 여러 번 전반사되어 다시 위쪽으로 튀어나오며 강한 반짝임이 생기는 것입니다.

또한 다이아몬드는 표면 경도가 매우 높아 생활 스크래치가 잘 생기지 않아 광택이 오래 유지되기 때문에 오래 보관해도 적절히 관리하면 처음 같은 반짝임을 상당히 유지합니다. 특히 천연 다이아몬드는 지하 깊은 곳에서 고온과 고압 환경에서 형성되어 화산성 통로를 통해 올라온 경우가 많고, 요즘은 실험실에서 만든 랩그로운 다이아몬드도 있는데, 이것도 화학 성분과 결정 구조는 동일하게 탄소 결정입니다. 즉 다이아몬드의 본질은 탄소 결정이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.