금이 녹슬지 않는 이유.

미국 알래스카에서 63.8g의 금괴가 발견되었습니다. 사진: 로버트 M. 라빈스키/위키피디아

미국 툴레인 대학교의 컴퓨터 화학자 산투 비스와스와 매튜 몬테모어는 5월 21일 학술지 'Physical Review Letters'에 발표한 연구에서 금이 다른 금속보다 산화되기 어려운 이유를 밝혀냈습니다 . 그들에 따르면, 금 표면의 원자 배열이 매우 촘촘한 구조를 이루고 있어 산소 분자가 쉽게 떨어져 나가지 못해 산화(산소 또는 황과 같은 원소가 금속과 반응하여 표면에 결합하는 과정)를 일으키지 못한다는 것입니다. 이러한 산소 결합의 축적은 철의 녹과 다른 금속의 변색을 유발합니다. 산소 결합의 정도는 금속의 원자 구조가 전자를 얼마나 단단하게 붙잡고 있는지에 따라 달라집니다.

금은 녹, 변색, 부식에 대한 저항력이 매우 뛰어나 지구상에서 가장 가치 있는 금속 중 하나입니다. 즉, 다른 원자나 분자와 강하게 반응하지 않는다는 뜻입니다. 금 덩어리를 자르면 드러난 표면은 몇 초 만에 재형성됩니다. 원자들이 재배열되어 지그재그 모양의 질감을 만들어내는데, 이를 "표면 재구성"이라고 합니다.

사이언스 얼럿(Science Alert)에 따르면, 비스와스와 몬테모어는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 산소 분자가 원자 배열이 다른 금 표면, 즉 재생된 표면(원자들이 촘촘한 육각형 패턴으로 배열된 표면)과 재생되지 않은 표면(느슨한 정사각형 구조)과 접촉할 때 어떤 일이 발생하는지 연구했습니다. 재생된 표면에서는 산소 분자가 재생되지 않은 표면에서처럼 쉽게 두 개의 원자로 분열될 만큼 충분한 공간을 찾지 못합니다. 이는 미세한 금 나노입자가 벌크 금과 다르게 행동하는 이유를 설명해 줄 수 있습니다. 나노입자는 일반적으로 더 큰 금 블록에서 발견되는 재생된 표면으로 완전히 발달하지 않고, 반응성이 더 높은 정사각형 모양의 영역을 노출합니다.

사이언티픽 아메리칸(Scientific American)에 따르면, 한 연구팀이 재생 전후 금 산화에 필요한 에너지를 계산했습니다. 그들은 공기 중의 산소 분자(두 개의 산소 원자가 결합된 형태)가 쉽게 분리되어 재생되지 않은 표면의 금 원자에 달라붙는다는 사실을 발견했습니다. 재생 과정은 금 덩어리에서 많은 금 원자를 빼내어 표면에 삽입하고, 단순한 정사각형 구조를 여러 개의 능선과 홈이 있는 조밀한 육각형 구조로 변형시킵니다. 이 과정을 통해 금 표면은 열역학적 평형 상태에 더 가까워져 금 원자들이 서로 쉽게 열을 교환할 수 있게 되지만, 산소가 침투하기는 더 어려워집니다.

이번 새로운 발견은 과학자들이 부식 저항성과 효율적인 산소 활성화 사이의 균형을 이루는 금 촉매를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.

( vnexpress.net 에 따르면 )

출처: https://baodongthap.vn/ly-do-vang-khong-bi-han-gi-a241335.html