그래파이트: 강력한 층과 약한 층 간 인력 및 이동 가능한 전자
도입됨| English | 의미 |
|---|---|
| graphite/ˈɡræfaɪt/ | 그래파이트 |
| hexagonal ring/ˈheksəɡənl rɪŋ/ | 육원환 |
이 현상을 설명할 수 있는 이유는 무엇인가?
- 흑연은 매우 강력한 공유결합을 유지하면서도 연필 자국을 남길 만큼 부드럽습니다. 다양한 성질은 층 내부 및 층 간의 연결에 따라 달라집니다.
- 예측을 먼저 제시하십시오. 비교하고자 하는 양이나 특성을 명시한 뒤, 두 설명을 구별할 수 있는 증거가 무엇인지 결정하십시오.
모델 만들기
- 각 탄소 원자는 육각형 고리로 이루어진 층 내에서 다른 탄소 원자와 3개의 공유 결합을 형성합니다. 층 내부의 강력한 결합을 끊는 데에는 많은 에너지가 필요하므로 GCSE 과정에서는 매우 높은 녹는점을 설명합니다. 층 사이에는 공유 결합이 없으며, 약한 인력이 층들이 서로 밀려나도록 허용하여 연성과 윤활제로서의 용도를 설명합니다. 각 탄소 원자에서 하나의 전자가 비국소화되어 구조 전체를 따라 전하를 운반할 수 있습니다.
- 그라파이트: 공유 결합으로 연결된 육각형 층과 각 탄소 원자당 하나의 비국소화 전자를 가진 탄소의 한 형태; 육각형 고리: 명시된 그라파이트 층 모델에서 여섯 개의 원자가 연결된 고리입니다.
그래파이트 층이 미끄러지는 것은 무엇에 의해 설명되는가?
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각 층 내부에서는 공유 결합이 강력하지만, 층들은 층 사이에 공유 결합이 없는 약한 분자간 인력으로 묶여 있어 쉽게 미끄러집니다. 고리 결합 자체는 강력합니다.
각 전문 용어에 대한 정확한 의미를 매칭하시오.
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정의를 사용하여 유사한 양과 과정을 구분하시오.
검증 가능한 증거 선택하기
- 높은 녹는점을 설명하기 위해 약한 층 간 인력을 사용하지 마십시오: 이 성질은 강력한 공유 결합에 의해 결정됩니다. 반대로 강력한 공유 결합만 언급하는 것만으로는 층들의 쉬운 미끄러짐을 설명할 수 없습니다. 그라파이트는 비국소화된 전자를 가지는 점에서 금속과 유사하지만, 그 결합 네트워크는 금속이 아닌 층상 공유 결합입니다. 실제 그라파이트의 전도 방향은 단순한 평면 도식으로 완전히 표현되지 않습니다.
- 육각형 층 모델을 조사하고 내부 탄소 원자의 세 가지 이웃을 식별하며, 절단 가장자리에서 결합이 계속됨을 확인하십시오. 공유 결합 연결선이 없는 상태로 적층된 층들을 비교하십시오. 교사의 승인을 받은 저전압 테스트는 준비된 그라파이트 막대의 전도성 증거를 제공할 수 있습니다. 접촉 품질과 기하학적 형상을 기록하고, 막대 재료를 연필의 혼합 그라파이트/점토 코어와 구별하십시오.
이 경우 조사 또는 모델이 더 타당하게 만들 수 있는 두 가지 습관은 무엇인가?
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조건과 가정을 명시하면 다른 사람이 정확히 작업을 재현할 수 있으며, 근거 증거를 기록하면 결론을 검증할 수 있습니다. 반대되는 결과를 숨기는 것은 잘못된 결론을 반박할 수 있는 증거를 제거하는 것이며, 한 번의 측정으로는 더 넓은 주장을 입증할 수 없습니다.
알려진 값으로부터 시작하기
- 알려진 값과 그 단위를 명시하십시오. 이 사례에 가정이 부합하는 식을 선택한 후 대입하기前面으로 변형하십시오.
- 주어진 정보: 명시된 내부 그래파이트 층 모델은 각 1개의 비국소화 전자(delocalised electron)를 기여하는 90개의 탄소 원자를 포함하므로, 총 90개의此类 전자를 나타냅니다. 이 모델의 90×3=270개의 결합 말단(bond ends)은 무경계(convention) 규칙 하에 2로 나누어 135개의 결합으로 환산됩니다. 전자 수와 공유 결합 수는 동일한 구조의 서로 다른 측면을 묘사합니다.
명시된 그라파이트 모델에서 55개의 탄소 원자가 각각 하나의 비국소화 전자를 제공합니다. 몇 개가 표시되었습니까? 같은 순서를 사용하십시오:已知 수량 → 모델 → 관계 → 대입 → 단위 및 해석.
명시된 그래파이트 모델에서 각 55 개의 탄소 원자는 비국소화 전자 하나를 기여한다. 표시된 전자의 총수는 몇 개인가?
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결과는 55개의 전자입니다. 주어진 정보: 55개의 탄소 원자마다 비국재화 전자 하나씩을 기여합니다. 비국재화 전자 수 = 55 × 1 = 55개 전자. 이 계수는 동일한 구조의 공유 결합 개수와는 별개입니다.
결론及其 한계 확인하기
- 그라파이트는 다이아몬드처럼 각 탄소 원자당 네 개의 공유 결합 이웃을 가지지 않습니다. 약한 층 간 인력은 인력의 부재가 아닙니다. 모델의 절단 가장자리에는 더 적은 number of drawn neighbors가 있으며, 이는 내부의 삼중 결합 패턴에 대한 반증으로 간주되어서는 안 됩니다.
- 원래 관찰로 돌아가십시오. 결과가 어떤 것을 지지하며, 어떤 조건을 전제로 하며, 경쟁 설명을 검증하는 방법 하나를 제시하십시오.
그래파이트의 높은 융점은 약한 층 간 인력만으로 설명됩니다. 이 주장은 틀렸습니다: 융점은 층 내부의 강한 공유 결합에 의해 결정되며, 그래파이트를 융해하려면 이를 끊어야 하므로 매우 높습니다. 약한 인력은 층 사이에서만 작용하여 미끄러짐을 설명할 뿐, 융점을 설명하지는 않습니다.
그라파이트: 강력한 층, 약한 층 간 인력 및 이동 가능한 전자: 높은 녹는점을 설명하기 위해 약한 층 간 인력을 사용하지 마십시오: 이 성질은 강력한 공유 결합에 의해 결정됩니다. 반대로 강력한 공유 결합만 언급하는 것만으로는 층들의 쉬운 미끄러짐을 설명할 수 없습니다. 그라파이트는 비국소화된 전자를 가지는 점에서 금속과 유사하지만, 그 결합 네트워크는 금속이 아닌 층상 공유 결합입니다. 실제 그라파이트의 전도 방향은 단순한 평면 도식으로 완전히 표현되지 않습니다.
그래파이트의 높은 녹는 점은 오직 층 간 약한 인력만으로 설명됩니다.
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융점은 graphit(흑연)을 녹이기 위해 깨야 할 층 내부의 강력한 공유 결합에 의해 결정되므로 매우 높습니다. 약한 인력은 층 사이에서만 작용하여 미끄러짐을 설명할 뿐, 융점과는 무관합니다.
공유 결합된 육각형 층과 각 탄소당 하나의 비국재화 전자를 가진 탄소의 한 형태: 기술 용어를 쓰십시오.
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그래파이트란 공유 결합된 육각형 층과 각 탄소당 하나의 비국재화 전자를 가진 탄소의 한 형태를 의미합니다.