다이아몬드 원자의 구조

  다이아몬드의 결정

 

     다이아몬들의 결정 구조가 어떻게 4C -연마된 다이아몬드의 가치를 결정하는 요인 - 에 영향을 주는지, 다이아몬드와 빛의 상호작용애 대하여 이야기하려 한다.  

     박물학자들은 17C 초 대칭적인 광물 견본을 묘사하기 위해 "결정 ( Crystal :크리스털 )" 이란 용어를 사용하기 시작했다. 이 단어는 "깨끗한 얼음"이란 뜻을 지닌 그리스어 크리스탈로스 (krystallos)에서 유래하였다. 그리스 사람들은 고산지대에서 발견한  락 크리스탈 쿼츠 (rock clystal quartz) 광물을 나타낼 때 이 단어를 사용하였다. 그들에게 이 원석의 형태는 얼음처럼 보였을 것이다.

     기본적으로, 결정은 원자가 규칙적이고 반복적인 패턴으로 배열되어 있는 단단한 물질이다. 결정은 유기적이거나 무기적인 두 가지 방법으로 형성된다 - 용해된 암석이나 실험실에서 뿐만 아니라, 동식물 내에서도 성장할 수 있다. 사실상 과학자들은 거의 모든 고체들이 결정질( Crystalline )이라는 것을 발견했다.

    일상 활에서 접하는 결정질 물질을 몇 가지  예를 들면  치아와 뼈. 소금과 설탕. 눈과 얼음, 모래 아스피린린  철 그리고 나이론. 물론 다이아몬드도 결정질 물질이다.

다이아몬드의 원자 구조

  다이아몬드는  보석 중에서도  아주 독특한 존재이다. 독특한 이유 중의 하나는 다이아몬드가 당일 원소인 탄소로 구성되어 있고, 내부 결정구조가 놀라울 정도로 단순하기 때문이다.

     다이아몬드의 내부 구조는 모든 물질의 기본 구조 단위인 원자를 빼놓고 설명될 수 없다. 원자들과  그것들이 배열되고 결합된 방식이 어떤 물질이 생물인지 무생물인지, 그리고 동물인지 식물인지, 혹은 광물인지를 결정해 준다.

     원자는 아주 작다. 단단한 물질의 1 입방 센티미터 - 각설탕 크기 정도- 수 십억 개의 원자를 포함한다. 심지어 각 원자는 더 작은 아원자 입자인 양성자( protons ), 중성자( neutrons ),  전자( electrons )를 포함한다. 양성자와 중성자는 핵을 이루는데, 이 핵은 원자의 핵심이다. 전자는 궤도 위에 놓여 핵을 둘러싸고 있다.

     중성자는 전기를 띠지 않지만, 다른 두 아원자 입자는 전기를 띤다. 양전자는 양전기를 음전자는 음전기를 가진다. 정반대의 전기가 서로 끌어당기는 성질이 있지 때문에, 핵의 양성자는 궤도를 도는 전자에 자석과 같은 역할을 한다. 이러한 끌어당기는 힘이 전자를 궤도에 머물게 하는 것이다.

    각각 다른 종류의 원자들은 다른 수의 궤도를 갖는다. 모든 원자의 가장 바깥 궤도에는 여덟 개의 전자를 보유할  수 있는 공간이 있으나, 모든 원자들이 이를 채울 수 있는 여덟 개의 전자를 갖고 있지는 않다. 원자의 가장 바깥 궤도에  있는 전자의 실제 수가 그것의 화학성질을 결정한다-이것은 다른 원자와의 결합 능력일 의미한다.

     바깥 궤도가 꽉 찬 원자는 화학적 작용을 일으키지 않는데, 이것은 다른 원자들과 쉽게  결합하지 않는다는 것을 의미한다.  바깥 궤도에 적을 수의 전자를 사지 원자는 언제나 바깥 궤도에 8개 전자를 유지하려는 성질이 있어서 주위에는 다른 원자들로부터 전자를 끌어당길 것이다.

탄소 원자 (carbon atoms)

다이아몬드는  보석 중에서도  아주 독특한 존재이다. 독특한 이유 중의 하나는 다이아몬드가 당일 원소인 탄소로 구성되어 있고, 내부 결정구조가 놀라울 정도로 단순하기 때문이다.

     다이아몬드의 내부 구조는 모든 물질의 기본 구조 단위인 원자를 빼놓고 설명될 수 없다. 원자들과  그것들이 배열되고 결합된 방식이 어떤 물질이 생물인지 무생물인지, 그리고 동물인지 식물인지, 혹은 광물인지를 결정해 준다.

     원자는 아주 작다. 단단한 물질의 1 입방 센티미터 - 각설탕 크기 정도- 수 십억 개의 원자를 포함한다. 심지어 각 원자는 더 작은 아원자 입자인 양성자( protons ), 중성자( neutrons ),  전자( electrons )를 포함한다. 양서자와 중성자는 핵을 이루는데, 이 핵은 원자의 핵심이다. 전자는 궤도 위에 놓여 핵을 둘러싸고 있다.

     중성자는 전기를 띠지 않지만, 다른 두 아원자 입자는 전기를 띤다. 양전자는 양전기를 음전자는 음전기를 가진다.

   정반대의 전기가 서로 끌어당기는 성질이 있지 때문에, 핵의 양성자는 궤도를 도는 전자에 자석과 같은 역할을 한다. 이러한 끌어당기는 힘이 전자를 궤도에 머물게 하는 것이다.

    각각 다른 종류의 원자들은 다른 수의 궤도를 갖는다. 모든 원자의 가장 바깥 궤도에는 여덟 개의 전자를 보유할  수 있는 공간이 있으나, 모든 원자들이 이를 채울 수 있는 여덟 개의 전자를 갖고 있지는 않다. 원자의 가장 바깥 궤도에  있는 전자의 실제 수가 그것의 화학성질을 결정한다-이것은 다른 원자와의 결합 능력일 의미한다.

     바깥 궤도가 꽉 찬 원자는 화학적 작용을 일으키지 않는데, 이것은 다른 원자들과 쉽게  결합하지 않는다는 것을 의미한다.  바깥 궤도에 적을 수의 전자를 사지 원자는 언제나 바깥 궤도에 8개 전자를 유지하려는 성질이 있어서 주위에는 다른 원자들로부터 전자를 끌어당길 것이다.