이 실험 소개
한 원소가 3차원 공유 결합 네트워크, 층상 시트 또는 닫힌 케이지를 어떻게 형성하는지 살펴보세요. 원자를 선택해 표시된 이웃 원자 수를 세고, 국소 결합과 벌크 구조를 구분하세요.
학습 목표
- 탄소의 3배위와 4배위를 비교하세요.
- 흑연 층 내부의 공유 결합과 이 모델에서 공유 결합으로 연결된 층간 결합이 없음을 확인하세요.
- 벌크 배위수와 조각 경계에서 빠진 결합을 구분하세요.
사용 방법
- 1다이아몬드 내부 원자를 선택하고 공유 결합 이웃 원자 4개를 세세요.
- 2흑연으로 전환하고 적층 구조를 회전하여 AB 층의 어긋남을 살펴보세요.
- 3각 층 내부의 공유 결합을 바꾸지 않고 층을 분리하세요.
- 4풀러렌 케이지를 살펴보고 케이지를 이루는 모든 원자가 세 개의 이웃 원자를 갖는지 확인하세요.
모델
가정
- 이상적인 다이아몬드와 시트의 C-C 거리는 각각 1.54옹스트롬과 1.42옹스트롬입니다. 벌크 밀도는 이와 같이 반올림된 기하학적 입력값을 따릅니다.
- 유한 조각은 경계 배위가 불완전하며 수소로 종결되지 않습니다. 흑연의 층간 간격은 고정되어 있고 층간 힘은 계산하지 않습니다.
- C60 케이지는 규칙적인 절단 정이십면체입니다. 실제 풀러렌에는 서로 다른 결합 길이가 있지만, 이 모델에서는 모든 모서리 길이를 동일하게 사용합니다. 여기서는 단일 시트나 고립 분자에 대해 정의된 벌크 밀도가 없습니다.
수업에서 해 보기
- Q1노출된 가장자리 원자는 왜 벌크 배위수보다 이웃 원자 수가 적나요?
- Q2면내 공유 결합 네트워크를 끊지 않고 흑연 층을 분리할 수 있는 이유는 무엇인가요?
자주 묻는 질문
이 모델은 전기 전도도와 경도 중 무엇을 예측하나요?
아니요. 기하학적 결합 네트워크를 보여 줍니다. 전자 수송, 격자 동역학 및 거시적인 기계적 파괴는 계산하지 않습니다.
흑연의 층간 간격을 넓히면 모델의 벌크 밀도가 왜 감소하나요?
같은 질량이 더 큰 반복 단위 셀 부피를 차지하기 때문입니다. 면내 결합의 수와 길이는 변하지 않습니다.