고체 재료 금속의 특징 (금속결합)

 

 

 

안녕하세요 오늘은 고체 재료 중에서도 금속의 특징에 대해서 좀 더 깊게 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

 

고체 재료의 일반적인 특징은 각각 재료의 결합 형태 차이에 의해 설명이 가능합니다.

 

금속 결합((+)원자, (-)전자)

위는 그림은 금속 결합을 나타낸 개략도로 금속과 합금에서 흔히 볼 수 있는 결합 형태입니다.

 

 

금속 재료는 1~3개의 최외각 전자(-)를 가지고 있으며,

 

이 전자(=자유전자)는 특정한 원자(+)에 구속되어 있지 않고 금속 내부를 자유롭게 돌아다닙니다.

 

 

 

이런 금속 결합의 가장 큰 특징은

 

'1) 자유전자의 존재, 2) 결합의 방향성이 없음'입니다.

 

 

 

 

1) 자유전자의 존재

 

금속 내부에 존재하는 자유전자로 인해서 금속은 전기전도도와 열전도도가 좋습니다.

 

 

-전기전도도

 

외부에서 전압을 걸어주게 되면 원자에 구속되어있지 않은 자유전자가 양방향(+)으로 이동하게 됩니다.

전자의 이동이 자유롭다는 것은 곧 전기가 통하는 것이므로 전기전도도가 높음을 의미합니다.

 

 

 

- 열전도도

 

자유전자가 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 열을 전달해주기 때문에 열전도도가 좋습니다.

 

 

그러나 온도가 너무 높아지게 되면 원자(+)의 열 진동이 심해져서

 

자유전자의 이동을 방해하므로 열전도도가 떨어지게 됩니다.

 

 

 

 

2) 결합의 방향성이 없음

 

금속 결합은 방향성을 가지고 있지 않기 때문에 연성과 전성이 좋습니다.

 

 

 

공유결합

결합의 방향성이 있다는 것은 위의 결합과 같은 형태입니다.

 

 

위의 자세한 내용은 폴리머에서 다루도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

이외에도 금속의 경우,

 

자유전자가 외부의 빛을 반사해 특유의 광택이 있으며,

 

합금 형태일 경우에 강도, 경도 등이 높다는 특징을 가지고 있습니다. 

 

 

 

 

오늘은 금속의 특징에 대해서 알아봤습니다.

 

 

다음 포스팅에서는 세라믹에 대해서 다뤄보도록 하겠습니다.

 

감사합니다.

 

 

고체 재료 세라믹의 특징 (이온결합)