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지식나눔

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초전도체에 MgB2 에 대해서..

2009-01-07 org.kosen.entty.User@5f08ee71 임영진(notice)
  • 4
MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다.
  • MgB2
  • 초전도체
  • 산화수
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답변 4
  • 답변

    안길홍님의 답변

    2009-01-08
    • 2

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    MgB2는 non-ionic structure로써 산화수를 맞출 수 있는 구조를 가지고 있지 않습니다. 초전도체에서는 Josephsen tunnel이라는 구조가 필요 조건중의 하나인데, Boron은 Graphite와 같은 구조를 가지며,π-band구조를 가지며 electron을 전달하는 기능을 가진 금속성 반도체 입니다. 따라서 첨부 구조에서 Mg결정내에서 B는 Josephsen tunnel기능을 가지고 있습니다. 이에 따라 MgB2는 초전도체 기능을 가지며, 이의 제조는 고압으로 물리적으로 pressing 하여,산소가 없는 분위기에서 sintering하여 금속결합시키는 방법을 취하고 있습니다. Mg는 약 50~100micro정도이며, B는 1micro이하의 입자를 사용합니다. 따라서 산화수를 맞추어서 생각할 수 없습니다.
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    MgB2는 non-ionic structure로써 산화수를 맞출 수 있는 구조를 가지고 있지 않습니다. 초전도체에서는 Josephsen tunnel이라는 구조가 필요 조건중의 하나인데, Boron은 Graphite와 같은 구조를 가지며,π-band구조를 가지며 electron을 전달하는 기능을 가진 금속성 반도체 입니다. 따라서 첨부 구조에서 Mg결정내에서 B는 Josephsen tunnel기능을 가지고 있습니다. 이에 따라 MgB2는 초전도체 기능을 가지며, 이의 제조는 고압으로 물리적으로 pressing 하여,산소가 없는 분위기에서 sintering하여 금속결합시키는 방법을 취하고 있습니다. Mg는 약 50~100micro정도이며, B는 1micro이하의 입자를 사용합니다. 따라서 산화수를 맞추어서 생각할 수 없습니다.
    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    이배훈님의 답변

    2009-01-08
    • 0
    >MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다. 말씀하신 것 처럼 Magnesium Diboride, MgB2 알칼리 토금속 mg 산화수는 +2이고, 중성분자이기에 합은 0이되어야 하기 때문에 B의 산화수는 -1 입니다. 산화수(Oxidation number) 규칙 1. 중성분자에서 원자들의 산화수의 합은 0이어야 하며, 이온인 경우 산화수 합은 이온의 전하량과 같다. 2. 화합물에서 알칼리 금속 원자는 +1의 산화수를, 알칼리 토금속은 +2의 산화수를 가진다. 3. 플루오르는 화합물에서 항상 -1의 산화수를 가진다. 다른 할로겐 원소들도 화합물에서 -1의 산화수를 가진다. 단 산소나 다른 할로겐 원소와 결합하는 할로겐 원소는 예외로 양의 산화수를 가질 수 있다. 4. 수소는 화합물에서 +1의 산화수를 가지나, LiH 같은 금속 수소화물의 경우에는 규칙 2가 우선이므로 수소는 -1의 산화수를 가진다. 5. 산소는 화합물에서 -2의 산화수를 가진다. 그러나 두가지 예외가 있는데 플루오르와의 화합물에서는 규칙 3이 우선이고, O-O결합을 갖는 화합물에서는 규칙 2와 4가 우선이다. 그래서 OF2에서 산소는 +2의 산화수를 가지고; H2O2나 Na2O2 같은 과산화물에서는 -1의 산화수를 가진다. KO2 같은 초과산화물에서는 -1/2의 산화수를 가진다. http://madang.ajou.ac.kr/~ydpark/lectures/chm1-sci/oxidation_number.htm
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    >MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다. 말씀하신 것 처럼 Magnesium Diboride, MgB2 알칼리 토금속 mg 산화수는 +2이고, 중성분자이기에 합은 0이되어야 하기 때문에 B의 산화수는 -1 입니다. 산화수(Oxidation number) 규칙 1. 중성분자에서 원자들의 산화수의 합은 0이어야 하며, 이온인 경우 산화수 합은 이온의 전하량과 같다. 2. 화합물에서 알칼리 금속 원자는 +1의 산화수를, 알칼리 토금속은 +2의 산화수를 가진다. 3. 플루오르는 화합물에서 항상 -1의 산화수를 가진다. 다른 할로겐 원소들도 화합물에서 -1의 산화수를 가진다. 단 산소나 다른 할로겐 원소와 결합하는 할로겐 원소는 예외로 양의 산화수를 가질 수 있다. 4. 수소는 화합물에서 +1의 산화수를 가지나, LiH 같은 금속 수소화물의 경우에는 규칙 2가 우선이므로 수소는 -1의 산화수를 가진다. 5. 산소는 화합물에서 -2의 산화수를 가진다. 그러나 두가지 예외가 있는데 플루오르와의 화합물에서는 규칙 3이 우선이고, O-O결합을 갖는 화합물에서는 규칙 2와 4가 우선이다. 그래서 OF2에서 산소는 +2의 산화수를 가지고; H2O2나 Na2O2 같은 과산화물에서는 -1의 산화수를 가진다. KO2 같은 초과산화물에서는 -1/2의 산화수를 가진다. http://madang.ajou.ac.kr/~ydpark/lectures/chm1-sci/oxidation_number.htm
    이배훈(lbh217) 2009-01-08

    non ionic structure로 존재한다면 자유 원자 로 존재한다면 산화수는 모두 0 이 아닌가요?

    안길홍(ah5506) 2009-01-08

    초전도체 MgB2는 느슨한 결합형태를 이룬 물질로써, 금속 Mg에 반도체인 B를 intercalation
    시켰다고 보시면 좋겠습니다.
    만일 이를 고온 산소분위기서 가열하게 되면 MgO(Mg의 내열로 인하여 고온은 불가능하지만)
    B는 B2O3로 이루어 지는 형태가 되겠습니다.
    그리고 MgO-B2O3를 환원 분위기에서 환원시키면 Mg-B의 형태가 되며, 따라서 이와 같은
    금속-반도체 hybrid 형태에서는 산화수의 변동이 없습니다.

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    이종수님의 답변

    2009-01-09
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    >MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다. 아래 두 번째 분이 말씀해 주셨듯이 대부분 금속결합을 하는 재료는 산화수를 맞출 수 없습니다. 산화수를 맞출 수 있는 재료는 이온결합을 하거나 공유결합을 하는 것입니다. 대부분 유무기 화학을 하시는 분들이 금속재료를 하시면서 범하시는 오류인 듯 싶습니다. 금속재료는 산화수를 맞추는 것이 의미가 없고 에너지 밴드를 통해서 전자구조를 생각해야 합니다.
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    >MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다. 아래 두 번째 분이 말씀해 주셨듯이 대부분 금속결합을 하는 재료는 산화수를 맞출 수 없습니다. 산화수를 맞출 수 있는 재료는 이온결합을 하거나 공유결합을 하는 것입니다. 대부분 유무기 화학을 하시는 분들이 금속재료를 하시면서 범하시는 오류인 듯 싶습니다. 금속재료는 산화수를 맞추는 것이 의미가 없고 에너지 밴드를 통해서 전자구조를 생각해야 합니다.
    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    이상후님의 답변

    2010-01-31
    • 0

    첨부파일

    >MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다. 어느 화학종을 구성하는 원자의 산화상태를 나타내는 산화수는 결합되기 전의 원자가 지닌 전자의 수에서 현재 가지고 있는 전자수를 빼면 구할 수 있습니다. 즉, 산화수 = 결합전 원자(자유원자)의 전자수 - 화학종 내에 있는 원자의 전자수 입니다. 따라서 중성화합물의 총합은 0입니다. 세부적으로 말하면 Mg2+의 산화수는 +2이고, B의 산화수는 -1인데 2개 있으므로 -2가 되서 총합은 0이 됩니다.
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    >MgB2가 금속 합금계 초전도체 재료인데. MgB2가 결합할 때 산화수에 대해 이해가 안 되서 이렇게 글을 올립니다. Mg은 알칼리토 금속이여서 산화수를 +2로 잡으면 보론은 -1로 잡아야 되는건지. 이해가 안되서 그러는데 자세한 설명 부탁드립니다. 어느 화학종을 구성하는 원자의 산화상태를 나타내는 산화수는 결합되기 전의 원자가 지닌 전자의 수에서 현재 가지고 있는 전자수를 빼면 구할 수 있습니다. 즉, 산화수 = 결합전 원자(자유원자)의 전자수 - 화학종 내에 있는 원자의 전자수 입니다. 따라서 중성화합물의 총합은 0입니다. 세부적으로 말하면 Mg2+의 산화수는 +2이고, B의 산화수는 -1인데 2개 있으므로 -2가 되서 총합은 0이 됩니다.
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