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재료과학과 공학/개론16

결정질 고체의 구조(결정구조) 기본개념 고체 재료는 원자나 이온 간의 배열의 규칙성에 따라 구분 될 수 있다. 결정질 재료는 장범위의 원자 간에 반복적인 혹은 주기적인 배열이 존재하는 재료이다. 결정질 재료는 응고에 의해 원자들이 규칙적인 3차원 패턴을 형성하며 위치하게 되고, 원자는 최인접 원자와 결합하게 된다. 모든 금속과 대부분의 세라믹 재료, 일부의 폴리머는 통상적인 응고 조건에서 결정 구조를 형성한다. 결정화되지 않는 재료, 즉 장범위의 원자 규칙성이 존재하지 않는 비결정질 재료가 있다. 결정구조 결정질 고체의 여러 성질은 재료 내의 원자, 이온, 분자의 배열 방식, 즉 결정 구조에 의해 결정된다. 장범위의 원자 규칙을 갖는 수많은 결정 구조가 있으며, 이러한 결정 구조는 비교적 간단한 구졸르 갖는 ㄱ므속에서부터 세라믹과 폴.. 2022. 4. 11.
공유결합과 금속결합 공유결합(Covalent Bonding) 공유결합은 안정된 전자 배위가 두 인접 원자 간에 전자를 공유함으로써 만들어진다. 공유 결합하는 두 원자에서는 적어도 하나의 전자가 결합에 참여하고 있으며, 공유된 전자는 두 원자에 모두 속해 있다고 볼 수 있다. 공유 결합의 한 예로 메탄(CH4) 분자 공유 결합을 들 수 있다. 탄소 원자는 네 개의 ㅣ최외각 전자를 갖고, 수소 원자는 한 개의 최외각 전자를 갖고 있다. 각각의 수소 원자는 하나의 전자를 공유함으로써 He의 전자 배위를 갖게 된다. 탄소는 네 개의 최외각 전자를 갖고 각각의 전자는 수소와 공유하여 총 여덟 개의 외각 전자를 갖게 되어 네온의 전자 구조와 같게 된다. 공유 결합의 특징은 결합의 방향성이다. 즉, 각 원자의 상대적인 위치(방향)는 전.. 2022. 4. 11.
고체 내의 원자 결합 2.5 결합력과 결합 에너지 재료의 많은 성질은 원자와 원자가 서로 결합하고 잇는 힘에 대한 정보로부터 예측될 수 있다. 아마도 원자 간의 결합에 대한 원리는, 두 개의 고립된 원자가 무한히 먼 거리에서 가까워질 때, 원자 간의 상호작용을 생각함으로써 잘 설명될 수 있을 것이다. 원자가 먼 거리에 떨어져 있을 때, 원자 간의 상호작용은 미약하다. 그러나 원자가 서로 가까워질수록 상호 힘이 작용하며, 그 힘은 원자 간 거리의 함수로 나타난다. 상호 간에는 인력과 척력의 상반된 힘이 작용하며, 각각의 힘의 크기는 원자 간 거리의 함수로 표시한다. 인력 Fa의 원인은 두 원자 간의 결합 종류에 따라 다르며, 그 크기는 거리에 따라 다르다. 결국, 두 원자의 거리가 가까워서 외각 전자들이 서로 겹치기 시작하면 .. 2022. 4. 10.
원자구조와 원자결합 2.1 서론 고체 재료의 많은 중요한 성질들은 원자의 기하학적 배열과 원자 혹은 부낮간의 결합ㄹ에 영향을 받는다. 이 장에서는 다음 장에서 설명될 내용을 이해하기 위한 기초 개념으로, 원자의 구조, 원자 내의 전자 분포, 주기율표, 고체를 구성하는 원자 1차 및 2차 결합 등을 설명하고자 한다. 2.2 기본개념 원자는 양자와 중성자로 구성된 핵과 그주위를 도는 전자로 이루어져 있다. 전자와 양자는 전기적으로 전하를 가지고 있으며, 그 전하량은 1.60x10^(-19)C으로, 전자는 음전하, 양자는 양전하를 가지며, 중성자는 중성을 띤다. 이러한 아원자 입자의 질량은 매우 적어, 양자와 중성자의 경우는 1.67x10^(-27)kg의 비슷한 질량을 갖는데, 이는 전자의 질량 9.11x10^(-31)kg에 비.. 2022. 4. 10.

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