다이아몬드는 사실 불에 탄다

다이아몬드는 지구상에 존재하는 돌에서 가장 딱딱한 돌이라고 알려져 있습니다. 연마를 할때조차 동일한 다이아몬드를 사용해야만 할 정도로 압도적인 경도를 지니고 있지요. 대부분의 광물은 여러 원소의 조합으로 이루어져 있는 반면, 다이아몬드는 탄소 원자만으로 구성되어 있습니다. 비슷하게 탄소원자만으로 구성된 물질이라면 연필심이나 숯으로 쓰이는 흑연이 있지요. 그런데 숯이나 흑연은 불에 굉장히 쉽게 타는 성질을 가지고 있는데, 다이아몬드는 어떨까요? 다이아몬드도 불에 탈까요?

 

 

 다이아몬드는 사실 불에 탄다

결론부터 말하면, 다이아몬드는 불에 탑니다. 영원을 상징하는 다이아몬드조차, 심하게 가열하다보면 점점 작아지기 시작하며, 최종적으로는 완전히 소멸합니다. 세상에서 가장 단단한 돌인데 어째서 불타 없어지는 것일까요?  그 물음에 대한 답은, 다이아몬드의 조성에 있습니다. 

다이아몬드는 탄소라는 원자로 이루어져 있으며, 그 탄소간의 결합이 비정상적으로 강하게 맺어져 있는 것이 다이아몬드입니다. 다이아몬드의 탄소원자들이 상하좌우로 3차원적으로 빽빽히 결합되어 있으며, 그 결합의 간격은 매우 일정하며 왜곡도 존재하지 않습니다. 그렇기에, 다이아몬드가 지구상에서 가장 단단한 돌이라고 불리고 있을 정도입니다. 그러나 아무리 견고하다고해도, 다이아몬드의 성분은 탄소입니다. 수백 ℃의 고온에 노출되면 투명한 다이아몬드는 점차 검게 변합니다. 그와 동시에 이산화탄소가 발생하기 시작하면서 탄소가 전부 불타 소멸한 시점에서 다이아몬드는 사라지고 맙니다.

그러나 쉽게 불타지는 않습니다. 다이아몬드가 본격적으로 불타기 시작하는 온도는 약 800도라고 합니다. 600도 정도가 되면 다이아몬드는 흑연화하기 시작하고, 800도에 이르면 발화하여 탄화되기 시작합니다. 탄화된 다이아몬드는 점점 경도를 잃기 시작하며, 최종적으로는 기화하여 이산화탄소로 그 모습을 바꾸게 되는 것입니다. 다이아몬드를 완전히 기화시키기 위해서는 1000도 이상의 온도에서 다이아몬드를 계속 불태워야할 필요가 있습니다. 다만, 일상 생활에서 1,000도 이상의 고온을 접하는 경우는 극히 드물기 때문에, 화재시를 제외하면 크게 신경쓸 필요는 없습니다.

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