유리와 비정질 재료

소다석회 유리와 같은 산화물 유리의 원자 배열에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. ASiO₄ 사면체와 같은 최근접 배위나 결합 거리는 거의 일정하지만(단거리 질서), 장거리 주기성은 없다
  2. B원자는 기체처럼 완전히 무질서하게 배열되어 있으며, 배위수도 결합 거리도 원자마다 제각각이다
  3. C결정과 같은 주기적 배열을 가지지만, 결정립이 수 nm로 작아서 X선 회절에서 피크가 나타나지 않는다
정답과 해설 보기

정답: A. SiO₄ 사면체와 같은 최근접 배위나 결합 거리는 거의 일정하지만(단거리 질서), 장거리 주기성은 없다

산화물 유리에서도 Si 주위에 4개의 산소가 사면체 형태로 배위한 SiO₄ 단위는 결정과 거의 같으며, Si-O 거리도 일정합니다. 그러나 사면체끼리를 잇는 Si-O-Si 각도나 연결 방식이 일정하지 않으므로, 1 nm 정도보다 먼 곳에서는 규칙성이 사라져 장거리 주기성이 없습니다. 자카리아센은 이를 연속 무질서 망목 구조로 나타냈습니다. X선 회절에서는 날카로운 피크 대신 폭이 넓은 할로가 나타나며, 동경 분포 함수로부터 최근접 거리나 배위수를 구할 수 있습니다. 완전히 무질서하다는 기술은 단거리 질서를 놓치고 있습니다. 미세한 결정의 집합으로 보는 미결정설은, 할로의 폭으로 추정한 결정이 단위정 정도의 크기밖에 되지 않고 결정립계가 있다면 나타나야 할 소각 산란도 보이지 않으므로(워런), 주된 견해가 아닙니다.

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