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탄소의 동소체

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by

제원 노

on 1 June 2014

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Transcript of 탄소의 동소체

C
탄소의 동소체
목차
주제 선정 이유
탄소 동소체란??
탄소 동소체의 종류
앞으로의 전망
느낀점
진로의 날 프로그램으로 여러 학과를 전공한 분들께서 우리의 진로 탐색을 도와주시기 위해 오셨습니다. 그 날까지도 제가 정한 주제에 대한 확신이 없었기에 고민을 하다가 신소재공학이라는 학과에 대해 듣게 되었습니다. 신소재 공학 이라는 분야에서 그래핀이라는 소재를 말씀해 주셨는데, 그래핀에 대해 더 알고싶어 인터넷에 검색해보았습니다. 그 때 탄소의 동소체라는 말을 접하고 이번 화학 주제탐구 주제를 탄소의 동소체로 정했습니다.

탄소 동소체란??
탄소 : 주기율표 14족 2주기에 속하는 원소로
원소기호는 C ,원자량은 12.0107g/mol이고 원
자번호는 6번입니다. 수소, 산소 또는 질소 등과
공유결합을 안정적으로 쉽게 형성할 수 있어 생
체분자의 기본요소로 사용되며 석탄과 석유의 주
성분입니다.
동소체 : 같은 종류의 원소로 되어 있으나 원자 배열이
달라 물리적,화학적 성질이 다른 홑원소 물질
을 뜻 합니다.
그러므로 탄소 동소체는 탄소로 이루어져 있지만 그 물질적, 화학적 성질이 다른 물질을 뜻 합니다.

탄소 동소체의 종류
다이아몬드
흑연
풀러렌
탄소나노튜브
그래핀
탄소원자 1개당 공유 결합 수 : 4개
탄소 원자들의 결합 모양 : 정사면체 모양
구조 : 삼차원적인 그물 구조->밀도가 큼
용도 : 장식품, 연마재, 절삭기구 등
특징 : 모스 경도는 10으로 광석가운데 가장 강도가 강합니다.

탄소원자 1개당 공유 결합 수 : 3개
탄소 원자들의 결합 모양 : 정육각형 모양
구조 : 평면 구조가 층층이 배열된 층상 구조
용도 : 연필의 재료, 내열성 장비의 재료, 윤활제 등
특징 : 열 역학적으로 가장 안정한 탄소의 형태이다.무르고, 각층이 쉽게 잘 미끄러진다. 전기가 잘 통한다.
흑연이 다이아몬드로 바뀌려면...
흑연을 섭씨 2000도 이상 고온에서 10만 기압의 압력으로 눌러 탄소 결합을 튼튼하게 만드는 방식으로 다이아몬드를 만들 수 있다.
탄소원자 1개당 공유 결합 수 : 3개
탄소 원자들의 결합 모양 : 정육각형과 정오각형 모양으로 결합
구조 : 내부가 비어있는 축구공 모양
용도 : 초전도체
특징 : 원자 크기가 작아서 이용도가 어느 물질보다 높다. 빛을 흡수하고 전자를 잘 받는 성질이 있다. 축구공처럼 속이 텅 비어있고, 반응성이 적다. 인체에 독성이 없다.

탄소원자 1개당 공유 결합 수 : 3개
탄소 원자들의 결합 모양 : 정육각형 모양으로 결합
구조 : 관 모양
용도 : 반도체나 디스플레이, 텔레비전의 브라운관 등
특징 : 표면적이 넓다, 그래핀을 말아 기둥형태로 된 모양이다.전기, 열전도성 높다. 고강도, 고탄성 소재이다.
탄소원자 1개당 공유 결합 수 : 3개
탄소 원자들의 결합 모양 : 정육각형 모양으로 결합
구조 : 평면 구조
용도 : 디스플레이, 고효율 태양전지, 반도체 재료 등
특징 : 흑연에서 한 겹을 떼어넨 것 강도와 전도성 그리고 전자의 이동성이 무엇보다 빠른 지금시대의 신소재로 각광받고 있다. 그러나 생산량이 너무 적고 가격이 현재로써는 너무 비싸서 아직 연구를 하면 가격이 줄어들것으로 기대하는 신소재이다.

앞으로의 전망
탄소 동소체는 반도체의 재료, 디스플레이, 티비의 브라운관, 고효율 태양전지 등으로 우리가 지금의 정보화시대에 오는데에 많은 도움을 주었다. 앞으로도 많이 이용하여 사람들의 삶의 질을 높여주는데 많은 도움이 된다. 하루에 한번이상 우리는 탄소 동소체가 사용된 물건을 쓴다. 생활속에서 중요한 부분을 자리잡은 탄소 동소체는 앞으로도 많은 개발을 통해 사용 될 것이다.
그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빠르다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 그래서 반도체 산업에 큰 기대를 가져올것이고 철강산업을 위협하는 소재가 될것으로 기대 됩니다.
느낀점
그래핀에 대해 우연히 접하게 되면서 그리고 탄소 동소체에 관해 더욱 자세히 알게 되면서 탄소에 대해 관심이 많아 졌고, 탄소 동소체가 사용된 물질이 우리 인류를 발전 시키는데 큰 영향을 주었다는것이 놀라웠습니다. 이번 조사를 하면서 신소재에 대해 더욱 관심을 갖게 되는 계기가 된것 같습니다.
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