2018. 8. 16. 17:43ㆍ전공화학 이야기/무기화학
<w:sdtpr></w:sdtpr><w:sdt id="89512082" title="게시 제목" storeitemid="X_5F329CAD-B019-4FA6-9FEF-74898909AD20" text="t" docpart="9DE4CE746FFF4FB9A6AF3E1971584836" showingplchdr="t" xpath="/ns0:BlogPostInfo/ns0:PostTitle"></w:sdt>
쌓임 효율과 결정 격자
원자와이온을단단한구로취급하면, 효율적으로쌓을때특정한기하학적배열이존재한다. 1층을쌓은뒤, 2층, 3층으로차례대로알아보자.
먼저 1층을쌓기위해구를배열한다고생각하면, 격자는두종류가생긴다.
첫번째그림처럼네모모양격자가생길수있고, 두번째그림처럼벌집모양의격자가생길수도있다.
만일각구가 +,- 전하를띤다면네모모양격자가안정하다. 왜냐하면 +,-,+,- 차례대로배열할수있기때문이다. 그러나전하를띠지않는구를생각한다면벌집모양의격자로가장조밀하게배열할수있다.
이글에서는전하를띠지않는구를취급하므로 1층을벌집모양으로쌓는다고가정하자.
일단은 A,B,C를무시하고육각형이라는것만기억하면된다.
2층을쌓기위해서는한가지방법밖에없다.
또이구를위에서보면이렇게보일것이다.
이제 3층을 쌓아보자. 3층을 어떻게 쌓을 수 있을까?
2층을 자세히 보면, 바닥이 보이는 구멍( C )와, 바닥이 보이지 않는 구멍(A) 두가지가 있다.
따라서 3층의 구를 올리는 방법은 바닥이 보이는 구멍( C ) 위에만 올리거나, 1층 구가 보이는 구멍(A) 위에만 올릴 수 있다.
먼저 첫번째 방법처럼 바닥이 보이는 구멍 위에 3층을 쌓는다면, 이제 더 이상 바닥이 보이지 않게 될 것이다.
위에서 본 모양은 아래와 같다.
옆에서 쳐다보면 아래와 같이 될 것이다. 이 그림은 편의상 1층을 구 1개만 그려 넣은 것 같다.
그림은 좀 복잡하지만, <<위에서 봤을 때 구멍이 보이지 않는다>>는 사실을 눈치챌 수 있다.
이 그림의 1층, 2층, 3층을 꼬챙이처럼 꽂아서 보면 이렇게 된다.
오른쪽 그림은 꼬챙이를 옆으로 기울여 놓은 것이다.(이 모양을 FCC라고 하는데, 그것은 이 글에서 설명하지 않을 것이다.)
반대로 3층을 1층 구가 보이는 구멍( A ) 위에 쌓으면 어떻게 될까?
그러면 3층을 쌓은 뒤에도 여전히 바닥이 보일 것이다.
위에서 본 그림은 다음과 같다.
이것을 옆에서 보면 아래 그림처럼 될 것이다.
그림은 좀 복잡하지만, <<위에서 봤을 때 구멍이 여전히 보인다>>는 사실을 눈치챌 수 있다.
이 그림의 1층, 2층, 3층을 꼬챙이처럼 꽂아서 보면 이렇게 된다.
지금까지구를쌓는방법에대해알아보았다.
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1층 쌓는 방법 |
2층 쌓는 방법 |
3층 쌓는 방법 |
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네모쌓기 >+,-를쌓을때
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벌집쌓기 >전하가없는구를쌓을때 |
한가지방법밖에없음 |
바닥이안보이도록쌓는다 |
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바닥이보이도록쌓는다 |
네모쌓기, 벌집쌓기라는말은제가설명하기쉽도록만든말입니다.과학적용어로는네모쌓기가 4배위격자를의미하고, 벌집쌓기는 6배위격자를의미합니다. 또바닥이안보이도록쌓는방법은육방최조밀쌓임이라고불리고, 영어로는 hexagonal closed packed(HCP), 혹은 ABC 구조라고불립니다. 한편바닥이보이도록쌓는방법은입장최조밀쌓임이라고불리고, 영어로는 cubic closed packed(CCP), 혹은 ABA 구조라고불립니다.
참고문헌 : 무기화학제4판, James E. Huheey, 자유아카데미