결정 구조와 그 설명. 결정 구조의 유형. 금속의 일반적인 개념

결정학은 다양한 유형의 결정과 공간 격자에서 가능한 노드 배열을 연구합니다. 물리학에서 결정 구조는 기하학의 관점이 아니라 결정 입자 사이에 작용하는 힘의 특성, 즉 입자 사이의 연결 유형에 따라 고려됩니다. 결정 격자의 노드에 위치한 입자 사이에 작용하는 힘의 특성에 따라 이온, 원자, 분자 및 금속의 네 가지 일반적인 결정 구조가 구별됩니다. 이러한 구조의 차이점의 본질이 무엇인지 알아 보겠습니다.

이온 결정 구조는 격자 위치에 양이온과 음이온이 존재하는 것이 특징입니다. 그러한 격자 위치에서 이온을 보유하는 힘은 그들 사이의 전기적 인력과 반발력입니다. 그림에서. 11.6의 a는 염화나트륨(식용염)의 결정 격자를 나타내고, 그림 1은 11.6, b - 그러한 격자에 이온을 포장합니다.

이온 격자에서 반대로 전하를 띤 이온은 비슷하게 전하를 띤 이온보다 서로 더 가깝게 위치하므로 서로 다른 이온 사이의 인력이 같은 이온의 반발력보다 우세합니다. 이것이 이온 격자를 갖는 결정의 중요한 강도를 결정하는 것입니다.

이온 결정 격자로 물질을 녹일 때 이온은 격자 위치에서 용융물로 이동하여 이동 전하 캐리어가 됩니다. 따라서 이러한 용융물은 우수한 전류 전도체입니다. 이는 이온 격자를 갖는 결정질 물질의 수용액에도 해당됩니다.

예를 들어, 식염을 물에 녹인 용액은 좋은 전류 전도체입니다.

원자 결정 구조는 격자 위치에 중성 원자가 존재하고 그 사이에 공유 결합이 존재하는 것이 특징입니다. 공유 결합은 모든 두 개의 이웃 원자가 이들 원자 사이의 두 원자가 전자의 상호 교환으로 인해 발생하는 인력에 의해 함께 유지되는 결합입니다.

여기서는 다음 사항을 명심해야 합니다. 현대 물리학 수준에서는 원자가 차지하는 특정 공간 영역에 전자가 존재할 확률을 계산할 수 있습니다. 이 공간 영역은 전자 구름으로 묘사될 수 있으며, 전자가 더 자주 존재하는 곳, 즉 전자가 존재할 확률이 더 높은 곳이 더 밀도가 높습니다(그림 11.7, a).

공유 결합으로 분자를 형성하는 두 원자의 원자가 전자의 전자 구름이 겹칩니다. 이는 두 원자가 전자(각 원자에서 하나씩)가 공유된다는 것을 의미합니다. 즉, 동시에 두 원자에 속하며 원자 사이에서 대부분의 시간을 보내 원자를 분자로 연결합니다(그림 11.7, b). . 이런 종류의 분자의 예는 분자입니다.

공유 결합은 또한 서로 다른 원자를 분자로 연결합니다.

매우 많은 고체가 원자 결정 구조를 가지고 있습니다. 그림에서. 그림 11.8은 다이아몬드 격자와 그 안의 원자 패킹을 보여줍니다. 이 격자에서 각 원자는 4개의 이웃 원자와 공유 결합을 형성합니다. 게르마늄과 실리콘도 다이아몬드형 격자를 가지고 있습니다. 공유결합이 생성됩니다.

내구성이 매우 뛰어난 크리스탈. 따라서 이러한 물질은 기계적 강도가 뛰어나고 고온에서만 녹습니다.

분자 결정 구조는 공간 격자로 구별되며, 그 노드에는 물질의 중성 분자가 있습니다. 이 격자의 노드에서 분자를 유지하는 힘은 분자간 상호 작용의 힘입니다. 그림에서. 그림 11.9는 노드에 분자가 있는 고체 이산화탄소(“드라이아이스”)의 결정 격자를 보여줍니다(분자 자체는 공유 결합에 의해 형성됨). 분자간 상호 작용의 힘은 상대적으로 약하므로 분자 격자를 가진 고체는 기계적 작용에 의해 쉽게 파괴되고 녹는점이 낮습니다. 분자 공간 격자를 갖는 물질의 예로는 얼음, 나프탈렌, 고체 질소 및 대부분의 유기 화합물이 있습니다.

금속 결정 구조(그림 11.10)는 격자 위치에 양으로 하전된 금속 이온이 존재한다는 점에서 구별됩니다. 모든 금속의 원자에서는 원자핵에서 가장 멀리 있는 원자가 전자가 원자에 약하게 결합되어 있습니다. 이러한 주변 전자의 전자 구름은 금속 결정 격자의 많은 원자와 겹칩니다. 이는 금속 결정 격자의 원자가 전자가 하나 또는 두 개의 원자에 속할 수 없고 동시에 많은 원자에 의해 공유된다는 것을 의미합니다. 이러한 전자는 실제로 원자 사이를 자유롭게 이동할 수 있습니다.

따라서 고체 금속의 각 원자는 주변 전자를 잃고 원자는 양전하를 띤 이온이 됩니다. 이들로부터 분리된 전자는 결정의 전체 부피에 걸쳐 이온 사이를 이동하며 격자 노드에 이온을 보유하고 금속에 더 큰 강도를 부여하는 "시멘트"입니다.

첫 번째 근사치에 따르면, 금속 내 자유 전자의 혼란스러운 움직임은 이상 기체 분자의 움직임과 유사하다고 간주할 수 있습니다. 따라서 전체 자유전자는

금속은 때때로 전자 가스라고 불리며 계산에는 이상 가스에 대해 파생된 공식이 적용됩니다. (이 방법으로 0°C에서 금속 내 전자의 평균 열 이동 속도를 계산하십시오.) 금속에 전자 가스가 존재한다는 것은 모든 금속의 높은 열 전도성과 높은 전기 전도성을 모두 설명합니다.

사람들이 항상 작업하기를 선호하는 가장 일반적인 재료 중 하나는 금속이었습니다. 각 시대마다 이러한 놀라운 물질의 다양한 유형이 선호되었습니다. 따라서 기원전 IV-III 밀레니엄은 황동 시대 또는 구리 시대로 간주됩니다. 나중에 그것은 청동으로 대체되고 오늘날에도 여전히 관련성이 있는 철인 철이 발효됩니다.

오늘날 일반적으로 금속 제품 없이는 가능했다고 상상하기 어렵습니다. 왜냐하면 가정 용품, 의료 기기부터 중장비 및 경량 장비에 이르기까지 거의 모든 것이 이 재료로 구성되거나 개별 부품을 포함하기 때문입니다. 금속이 왜 그렇게 인기를 얻었습니까? 기능이 무엇인지, 이것이 구조에 어떻게 내재되어 있는지 알아 보겠습니다.

금속의 일반적인 개념

"화학. 9학년"은 초등학생들이 사용하는 교과서입니다. 금속에 대해 자세히 연구하는 곳이 바로 여기입니다. 그 다양성이 매우 크기 때문에 물리적, 화학적 특성을 고려하는 데 많은 장을 할애합니다.

십대들은 이미 그러한 지식의 중요성을 충분히 이해할 수 있기 때문에 아이들에게 이러한 원자와 그 특성에 대한 아이디어를 제공하는 것이 좋습니다. 그들은 주변의 다양한 물체, 기계 및 기타 사물이 금속성에 기반을 두고 있다는 것을 완벽하게 잘 알고 있습니다.

금속이란 무엇입니까? 화학의 관점에서 볼 때 이러한 원자는 일반적으로 다음과 같은 원자로 분류됩니다.

• 외부 수준에서는 작습니다.
• 강력한 회복 특성을 나타냅니다.
• 원자 반경이 크다;
• 단순한 물질로서 그들은 여러 가지 특정한 물리적 특성을 가지고 있습니다.

이러한 물질에 대한 지식의 기초는 금속의 원자 결정 구조를 고려하여 얻을 수 있습니다. 이것이 이러한 화합물의 모든 특징과 특성을 설명하는 것입니다.

주기율표에서 전체 표의 대부분은 모든 2차 하위 그룹과 첫 번째에서 세 번째 그룹까지의 주요 하위 그룹을 형성하기 때문에 금속에 할당됩니다. 그러므로 그들의 수치적 우월성은 명백하다. 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다.

• 칼슘;
• 나트륨;
• 티탄;
• 철;
• 마그네슘;
• 알류미늄;
• 칼륨.

모든 금속은 하나의 큰 물질 그룹으로 결합될 수 있는 여러 가지 특성을 가지고 있습니다. 결과적으로 이러한 특성은 금속의 결정 구조로 정확하게 설명됩니다.

금속의 성질

문제의 물질의 구체적인 특성은 다음과 같습니다.

1. 금속성 광택. 단순 물질의 모든 대표자는 그것을 가지고 있으며 대부분은 동일합니다. 단 몇 가지(금, 구리, 합금)만 다릅니다.
2. 가단성 및 가소성 - 아주 쉽게 변형되고 회복되는 능력입니다. 그것은 다른 대표자들에게서 다른 정도로 표현됩니다.
3. 전기 및 열 전도성은 금속 및 그 합금의 적용 영역을 결정하는 주요 특성 중 하나입니다.

금속 및 합금의 결정 구조는 표시된 각 특성의 이유를 설명하고 각 특정 대표자의 심각도를 나타냅니다. 그러한 구조의 특징을 알고 있다면 샘플의 특성에 영향을 미치고 원하는 매개변수에 맞게 조정할 수 있습니다. 이는 사람들이 수십 년 동안 해왔던 방식입니다.

금속의 원자 결정 구조

이 구조는 무엇이며 특징은 무엇입니까? 이름 자체는 모든 금속이 고체 상태, 즉 정상적인 조건에서 결정임을 암시합니다(액체인 수은 제외). 크리스탈이란 무엇입니까?

이는 신체를 구성하는 원자를 통해 가상의 선을 교차시켜 구성한 전통적인 그래픽 이미지입니다. 즉, 모든 금속은 원자로 구성되어 있습니다. 그들은 혼란스럽지 않고 매우 정확하고 일관되게 위치합니다. 따라서 이러한 모든 입자를 정신적으로 하나의 구조로 결합하면 어떤 모양의 규칙적인 기하학적 몸체 형태로 아름다운 이미지를 얻을 수 있습니다.

이것은 일반적으로 금속의 결정 격자라고 불리는 것입니다. 이는 매우 복잡하고 공간적으로 방대하므로 단순화를 위해 전체가 표시되지 않고 일부, 즉 기본 셀만 표시됩니다. 이러한 세포 세트는 함께 모여 반사되어 결정 격자를 형성합니다. 화학, 물리학, 야금학은 그러한 구조의 구조적 특징을 연구하는 과학입니다.

그 자체는 서로 일정한 거리에 위치하고 엄격하게 고정된 수의 다른 입자를 중심으로 조정되는 원자 집합입니다. 패킹 밀도, 구성 구조 사이의 거리 및 배위수를 특징으로 합니다. 일반적으로 이러한 모든 매개변수는 전체 결정의 특성이므로 금속이 나타내는 특성을 반영합니다.

여러 종류가 있습니다. 그것들은 모두 하나의 공통점을 가지고 있습니다. 노드에는 원자가 포함되어 있고 내부에는 결정 내부의 전자의 자유로운 움직임에 의해 형성되는 전자 가스 구름이 있습니다.

결정 격자의 종류

격자 구조의 14가지 변형은 일반적으로 세 가지 주요 유형으로 결합됩니다. 그것들은 다음과 같습니다:

1. 신체 중심 입방체.
2. 육각형이 밀집되어 있습니다.
3. 면 중심 입방체.

금속의 결정 구조는 고배율 이미지를 얻을 수 있게 된 후에야 연구되었습니다. 그리고 격자 유형의 분류는 프랑스 과학자 Bravais에 의해 처음으로 주어졌으며 그의 이름은 때때로 불립니다.

체심 격자

이 유형의 금속 결정 격자의 구조는 다음과 같습니다. 이것은 노드에 8개의 원자가 있는 입방체입니다. 또 다른 하나는 세포의 자유로운 내부 공간의 중앙에 위치하는데, 이것이 "신체 중심"이라는 이름을 설명합니다.

이것은 단위 셀의 가장 간단한 구조, 즉 전체 격자에 대한 옵션 중 하나입니다. 다음 금속에는 이러한 유형이 있습니다.

• 몰리브덴;
• 바나듐;
• 크롬;
• 망간;
• 알파철;
• 베타 철 및 기타.

이러한 대표자의 주요 특성은 높은 수준의 가단성과 연성, 경도 및 강도입니다.

면중심 격자

면심입방격자를 갖는 금속의 결정구조는 다음과 같다. 이것은 14개의 원자를 포함하는 입방체입니다. 그 중 8개는 격자 노드를 형성하고, 또 다른 6개는 각 면에 하나씩 위치합니다.

그들은 비슷한 구조를 가지고 있습니다:

• 알류미늄;
• 니켈;
• 선두;
• 감마철;
• 구리.

주요 특징은 다양한 색상의 광택, 가벼움, 강도, 가단성, 내부식성 증가입니다.

육각형 격자

격자가 있는 금속의 결정 구조는 다음과 같습니다. 단위 셀은 육각 프리즘을 기반으로 합니다. 노드에는 12개의 원자가 있고 베이스에는 2개의 원자가 더 있으며 구조 중앙의 공간 내부에는 3개의 원자가 자유롭게 놓여 있습니다. 총 17개의 원자가 있습니다.

다음과 같은 금속:

• 알파 티타늄;
• 마그네슘;
• 알파코발트;
• 아연.

주요 특성은 높은 수준의 강도와 강한 은빛 광택입니다.

금속 결정 구조의 결함

그러나 고려되는 모든 유형의 세포에는 자연적인 단점, 즉 소위 결함이 있을 수도 있습니다. 이는 금속의 이물질 및 불순물, 외부 영향 등 다양한 이유 때문일 수 있습니다.

따라서 결정 격자가 가질 수 있는 결함을 반영한 분류가 있습니다. 과학으로서의 화학은 물질의 성질이 변하지 않도록 원인과 제거 방법을 규명하기 위해 각각을 연구합니다. 따라서 결함은 다음과 같습니다.

1. 점. 공석, 불순물, 탈구된 원자 등 세 가지 주요 유형이 있습니다. 이는 금속의 자기 특성, 전기 및 열 전도성을 저하시킵니다.
2. 선형 또는 전위. 가장자리와 나사가 있습니다. 재료의 강도와 품질이 저하됩니다.
3. 표면 결함. 금속의 외관과 구조에 영향을 미칩니다.

현재 결함을 제거하고 순수한 결정을 얻는 방법이 개발되었습니다. 그러나 이를 완전히 근절하는 것은 불가능하며 이상적인 결정 격자는 존재하지 않습니다.

금속의 결정 구조에 대한 지식의 중요성

위의 재료로부터 미세구조와 구조에 대한 지식을 통해 재료의 특성을 예측하고 영향을 미칠 수 있음은 자명하다. 그리고 화학 과학은 이것을 가능하게 해줍니다. 일반 교육 학교의 9학년에서는 구성 - 구조 - 속성 - 적용이라는 기본 논리 체인의 중요성에 대한 명확한 이해를 학생들에게 개발하는 학습 과정을 강조합니다.

금속의 결정 구조에 대한 정보는 매우 명확하게 설명되어 있으며 교사는 모든 특성을 정확하고 유능하게 사용하기 위해 미세 구조를 아는 것이 얼마나 중요한지 어린이에게 명확하게 설명하고 보여줄 수 있습니다.

위의 내용을 통해 "결정 구조"의 개념에 대해 다음과 같은 정의를 내릴 수 있습니다. 결정 구조는 결정 격자를 형성하는 공간 내 엄격하게 정의된 지점에 입자가 규칙적으로 배열되어 있는 구조입니다. 이 순서를 통해 우리는 고체 상태의 구조와 결정체의 상호 작용력의 특성과 관련된 현상을 실험적으로 이론적으로 완전히 연구할 수 있습니다.

각 크리스탈에는 특성이 있습니다. 이방성그리고 액체 상태로의 뚜렷한 전이 온도. 결정은 입자 배열의 외부 대칭을 특징으로 하며 이는 중심, 축 및 대칭면의 세 가지 대칭 요소의 존재로 표현됩니다. 대칭 중심 -결정의 외부 표면을 연결하는 모든 직선을 반으로 나누는 점으로 어떤 방향으로든 통과하여 그려집니다. 대칭면거울 이미지에 대한 물체처럼 크리스탈을 서로 관련된 두 부분으로 나눕니다. 대칭축- 특정 각도만큼 회전하면 새 위치가 이전 위치와 완전히 일치하는 선입니다. 대칭 요소가 많을수록 결정의 외부 대칭성이 높아집니다. 완벽하게 대칭인 도형은 공입니다.

현재 대칭 요소(체계)의 조합을 기반으로 하는 다양한 결정 형태는 정방형(입방형), 삼각형, 육각형, 정방형, 마름모형, 단사정형 및 삼사정형의 7가지 유형으로 축소됩니다. 표 3.2. 시스템에 따른 결정의 분류가 제공됩니다.

표 3.2. 시스템 별 결정 분류

하부 시스템의 결정은 대칭성이 덜한 것이 특징입니다. 더 높은 범주의 계의 결정은 더 완벽한 결정 격자 모양을 가지므로 특정 존재 조건에서 더 안정적입니다.

결정 상태의 많은 물질은 다음과 같은 특징을 갖습니다. 다형성, 즉. 서로 다른 특성을 지닌 여러 결정 구조의 형태로 존재하는 물질의 능력. 단순 물질의 다형성을 호출합니다. 동소체. 탄소(다이아몬드, 흑연), 석영(α-석영, β-석영), 철, 텅스텐 등의 다형성 변형이 알려져 있습니다.

두 가지 다른 물질이 동일한 결정 구조, 유사한 화학식을 가지며 구성 입자의 크기가 크게 다르지 않으면 혼합 결정을 형성할 수 있습니다. 이러한 물질을 동형이라고 하며, 혼합 결정을 형성하는 능력을 동형이라고 합니다. 예: 카올리나이트 Al 2 O 3 결정은 구성과 구조가 유사하지만 특성이 다릅니다. 2SiO2. 2H 2 O, 납석 Al 2 O 3. 4SiO2. 2H 2 O 및 몬모릴로나이트 Al 2 O 3. 4SiO2. 3H2O.

진짜 크리스탈. 실제 활동에서 우리는 결정 성장의 평형 조건 변화, 결정화 중 불순물 포획 및 하에서 형성된 결정 격자의 교란(결함)으로 인해 이상적인 결정과 다른 실제 결정을 다룹니다. 다양한 종류의 외부 영향의 영향.

비정질 구조

비정질 구조는 고체의 물리적 상태 중 하나입니다. 비정질 물질은 두 가지 특징이 있습니다. 첫째, 정상적인 조건에서 이러한 물질의 특성은 선택한 방향에 의존하지 않습니다. 그들 - 등방성. 둘째, 온도가 증가함에 따라 비정질 물질은 부드러워지고 점차적으로 액체 상태로 변합니다. 정확한 녹는점은 알 수 없습니다.

물질의 결정질 및 비정질 상태에 공통적으로 나타나는 점은 입자의 병진 운동이 없고 평형 위치 주변의 진동 운동만 보존된다는 점입니다. 그들 사이의 차이점은 결정에 기하학적으로 규칙적인 격자가 존재하고 비정질 물질의 원자 배열에 장거리 질서가 없다는 것입니다.

물질의 비정질 상태는 결정질 상태에 비해 항상 덜 안정적이며 내부 에너지가 과잉 공급됩니다. 이와 관련하여 특정 조건 하에서 비정질 상태에서 결정질 상태로의 전이가 자발적으로 발생합니다.

무정형 상태의 고체는 두 가지 방법으로 얻을 수 있습니다. 첫 번째 방법은 주로 이온 및 공유 구조의 결정질 물질 용융물을 급속 냉각시키는 것입니다. 이러한 비정질체의 대표적인 예로는 규산염 유리, 역청, 수지 등이 있습니다.

두 번째 방법은 결정구조의 분산이다. 결정체의 분산 결과, 무정형 분산체가 콜로이드 및 용액 형태로 형성됩니다. 붕괴 또는 응축을 통해 분산은 응집 상태를 변경합니다. 예를 들어, 과포화 용액은 겔화되어 중합체를 형성하거나 결정화될 수 있습니다.

비정질 물질은 비트로이드(유리), 분산 시스템 및 폴리머로 구분됩니다.

비트로이드- 유리질 구조를 갖는 무정형 상태의 고체입니다. 이미 언급한 바와 같이 유리는 주로 규산염 용융물을 급속 냉각하여 형성됩니다. 급속 냉각으로 인해 정돈된 구조가 생성되지 않습니다. 특히 분자의 부피가 크고 냉각 속도가 빠른 경우에는 더욱 그렇습니다.

기사의 내용

크리스탈– 가장 작은 입자(원자, 이온 또는 분자)가 특정 순서로 "포장"되어 있는 물질입니다. 결과적으로 결정이 성장함에 따라 표면에 평평한 가장자리가 자연스럽게 나타나고 결정 자체가 다양한 기하학적 모양을 갖게 됩니다. 광물학 박물관이나 광물 전시회를 방문한 사람이라면 누구나 '무생물' 물질이 취하는 형태의 우아함과 아름다움에 감탄하지 않을 수 없을 것입니다.

눈송이의 종류는 정말 끝이 없습니다! 17세기로 거슬러 올라갑니다. 유명한 천문학자 요하네스 케플러(Johannes Kepler)가 논문을 썼습니다. 육각형 눈송이에 대해,그리고 3세기 후에는 수천 장의 눈송이를 확대한 사진 모음이 수록된 앨범이 출판되었는데, 그중 어느 것도 다른 것을 반복하지 않았습니다.

"크리스탈(crystal)"이라는 단어의 유래는 흥미롭습니다(모든 유럽 언어에서 거의 동일하게 들립니다). 수세기 전, 현대 스위스 영토의 알프스의 영원한 눈 사이에서 순수한 얼음을 연상시키는 매우 아름답고 완전히 무색의 결정체가 발견되었습니다. 고대 자연주의자들은 그것을 그리스어로 "crystallos"라고 불렀습니다. 이 단어는 그리스어 "krios"(추위, 서리)에서 유래했습니다. 심한 서리 속에서 오랫동안 산에 있던 얼음은 석화되어 녹는 능력을 잃는다고 믿어졌습니다. 가장 권위 있는 고대 철학자 중 한 명인 아리스토텔레스는 “수정은 물이 열을 완전히 잃을 때 물에서 탄생한다”고 썼습니다. 로마 시인 클라우디아누스(Claudian)는 390년 구절에서 같은 내용을 다음과 같이 묘사했습니다.

혹독한 고산지대의 겨울에는 얼음이 돌로 변합니다.

태양은 그런 돌을 녹일 수 없습니다.

고대 중국과 일본에서도 비슷한 결론이 내려졌습니다. 그곳에서는 얼음과 암석이 같은 단어로 지정되었습니다. 그리고 19세기에도 마찬가지였습니다. 시인들은 종종 다음 이미지를 결합했습니다.

간신히 투명한 얼음, 호수 위로 어두워지고,

크리스탈은 움직이지 않는 제트를 덮었습니다.

A.S. 오비디우스에게

크리스탈 중 특별한 장소는 고대부터 인간의 관심을 끌었던 보석이 차지합니다. 사람들은 인위적으로 많은 보석을 얻는 법을 배웠습니다. 예를 들어, 시계 및 기타 정밀 기기용 베어링은 오랫동안 인공 루비로 만들어졌습니다. 자연에는 전혀 존재하지 않는 아름다운 결정체도 인공적으로 얻어집니다. 예를 들어, 큐빅 지르코니아 - 그 이름은 처음 얻은 과학 아카데미의 물리 연구소 인 FIAN이라는 약어에서 유래되었습니다. 큐빅 지르코니아는 큐빅 지르코늄 산화물 ZrO 2의 결정체로 다이아몬드와 외관이 매우 유사합니다.

결정의 구조.

결정은 구조에 따라 이온성, 공유성, 분자성, 금속성으로 구분됩니다. 이온 결정은 정전기적 인력과 반발력에 의해 특정 순서로 유지되는 양이온과 음이온이 교대로 구성되어 있습니다. 정전기력은 방향성이 없습니다. 각 이온은 반대 부호의 이온을 원하는 만큼 많이 보유할 수 있습니다. 그러나 동시에 인력과 척력의 균형이 이루어져야 하며 크리스탈의 전체적인 전기적 중성이 유지되어야 합니다. 이온의 크기를 고려하면 이 모든 것이 다른 결정 구조로 이어집니다. 따라서 Na + 이온(반경은 0.1nm)과 Cl –(반경은 0.18nm)의 상호 작용 중에 팔면체 배위가 발생합니다. 각 이온은 팔면체의 꼭지점에 위치한 반대 부호의 이온 6개를 자체 근처에 보유합니다. . 이 경우 모든 양이온과 음이온은 가장 단순한 입방 결정 격자를 형성하며 입방체의 꼭지점은 Na + 및 Cl – 이온이 교대로 차지합니다. KCl, BaO, CaO 및 기타 여러 물질의 결정은 유사한 구조를 가지고 있습니다.

Cs + 이온(반경 0.165nm)은 크기가 Cl – 이온에 가깝고 입방체 배위가 발생합니다. 각 이온은 입방체의 꼭지점에 위치한 반대 부호의 8개 이온으로 둘러싸여 있습니다. 이 경우 체심 결정 격자가 형성됩니다. 8개의 양이온으로 형성된 각 입방체의 중앙에는 1개의 음이온이 위치하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. (445°C에서 CsCl이 NaCl과 같은 단순한 입방 격자로 변환된다는 것은 흥미롭습니다.) CaF 2(형석) 및 기타 많은 이온 화합물의 결정 격자는 더 복잡합니다. 일부 이온 결정에서는 복잡한 다원자 음이온이 사슬이나 층으로 연결되거나 양이온이 위치한 공동에 3차원 골격을 형성할 수 있습니다. 예를 들어 이것이 규산염의 구조입니다. 이온 결정은 무기 및 유기산, 산화물, 수산화물 및 염의 대부분의 염을 형성합니다. 이온 결정에서는 이온 사이의 결합이 강하므로 이러한 결정은 녹는점이 높습니다(NaCl의 경우 801°C, CaO의 경우 2627°C).

공유 결정(원자 결정이라고도 함)에서는 결정 격자의 노드에 동일하거나 다른 원자가 공유 결합으로 연결되어 있습니다. 이러한 연결은 강력하며 특정 각도로 향합니다. 전형적인 예는 다이아몬드입니다. 결정체의 각 탄소 원자는 사면체의 꼭지점에 위치한 4개의 다른 원자와 연결되어 있습니다. 공유 결정은 붕소, 실리콘, 게르마늄, 비소, ZnS, SiO 2, ReO 3, TiO 2, CuNCS를 형성합니다. 극성 공유 결합과 이온 결합 사이에는 뚜렷한 경계가 없기 때문에 이온 결정과 공유 결합 결정에도 마찬가지입니다. 따라서 Al 2 O 3 내 알루미늄 원자의 전하는 +3이 아니라 +0.4에 불과하며 이는 공유 결합 구조의 기여가 크다는 것을 나타냅니다. 동시에, 코발트 알루미네이트 CoAl 2 O 4에서 알루미늄 원자의 전하는 +2.8로 증가하며 이는 이온 힘의 우세를 의미합니다. 공유결합 결정은 일반적으로 단단하고 내화성이 있습니다.

분자 결정은 상대적으로 약한 인력이 작용하는 분리된 분자로 구성됩니다. 결과적으로 이러한 결정은 녹는점과 끓는점이 훨씬 낮고 경도도 낮습니다. 따라서 희가스 결정(고립된 원자로 구성됨)은 매우 낮은 온도에서 녹습니다. 무기 화합물에서 분자 결정은 많은 비금속(희가스, 수소, 질소, 백린, 산소, 황, 할로겐), 공유 결합에 의해서만 분자가 형성되는 화합물(H 2 O, HCl, NH 3, CO 2)을 형성합니다. , 등.) . 이러한 유형의 결정은 거의 모든 유기 화합물의 특징이기도 합니다. 분자 결정의 강도는 분자의 크기와 복잡성에 따라 달라집니다. 따라서 헬륨 결정(원자 반경 0.12 nm)은 –271.4°C(30 atm의 압력에서)에서 녹고 크세논 결정(반경 0.22 nm)은 –111.8°C에서 녹습니다. 불소 결정은 –219.6°C에서 녹고 요오드는 –113.6°C에서 녹습니다. 메탄 CH 4 – –182.5° C, 트리아콘탄 C 30 H 62 – +65.8° C.

금속 결정은 순수한 금속과 그 합금을 형성합니다. 이러한 결정은 깨진 금속이나 아연 도금 시트 표면에서 볼 수 있습니다. 금속의 결정 격자는 이동성 전자(“전자 가스”)에 의해 결합된 양이온으로 형성됩니다. 이 구조는 결정의 전기 전도성, 가단성 및 높은 반사율(광택)을 결정합니다. 금속 결정의 구조는 구형 원자의 서로 다른 패킹으로 인해 형성됩니다. 알칼리 금속, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐 등은 체심 입방 격자를 형성합니다. 구리, 은, 금, 알루미늄, 니켈 등 - 면 중심 입방 격자(입방체 꼭지점에 있는 8개의 원자 외에도 면 중앙에 6개가 더 있습니다) 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 아연 등 - 소위 육각형 조밀 격자(그 안에 12개의 원자가 직사각형 육각형 프리즘의 꼭지점에 위치하고, 2개의 원자가 프리즘의 두 베이스 중심에 위치하며 3개의 원자가 더 있음) 프리즘 중심의 삼각형 꼭지점에서).

모든 결정질 화합물은 단결정과 다결정으로 나눌 수 있습니다. 단결정은 교란되지 않은 단일 결정 격자를 가진 단일체입니다. 큰 크기의 천연 단결정은 매우 드뭅니다. 대부분의 결정성 고체는 다결정성입니다. 즉, 많은 작은 결정으로 구성되어 있으며 때로는 고배율에서만 볼 수 있습니다.

크리스탈 성장.

화학, 광물학 및 기타 과학의 발전에 큰 공헌을 한 많은 저명한 과학자들이 결정 성장에 대한 첫 번째 실험을 시작했습니다. 순수한 외부 효과 외에도 이러한 실험을 통해 결정이 어떻게 구조화되고 형성되는지, 왜 다른 물질이 다른 모양의 결정을 생성하고 일부는 전혀 결정을 형성하지 않는지, 결정을 만들기 위해 수행해야 할 작업에 대해 생각하게 됩니다. 크고 아름답습니다.

다음은 결정화의 본질을 설명하는 간단한 모델입니다. 큰 홀에 쪽모이 세공 마루를 깔고 있다고 상상해 봅시다. 정사각형 타일로 작업하는 것이 가장 쉽습니다. 타일을 어떻게 돌리더라도 여전히 제자리에 맞고 작업이 빠르게 진행됩니다. 이것이 원자(금속, 희가스)로 구성된 화합물이나 작은 대칭 분자로 구성된 화합물이 쉽게 결정화되는 이유입니다. 일반적으로 이러한 화합물은 비결정질(비정질) 물질을 형성하지 않습니다.

특히 측면에 홈과 돌출부가 있는 경우 직사각형 판자에서 쪽모이 세공을 놓는 것이 더 어렵습니다. 그러면 각 판자를 한 가지 방법으로 제자리에 놓을 수 있습니다. 복잡한 모양의 판자로 쪽모이 세공 마루 패턴을 배치하는 것은 특히 어렵습니다.

마루 바닥 작업자가 서두르면 타일이 설치 장소에 너무 빨리 도착합니다. 이제 올바른 패턴이 작동하지 않을 것이 분명합니다. 타일이 적어도 한 곳에서 비뚤어지면 모든 것이 비뚤어지고 빈 공간이 나타납니다(예: "유리"가 부품으로 채워지는 오래된 컴퓨터 게임 테트리스에서처럼) 너무 빨리). 12명의 장인이 큰 홀에 한 번에 각자의 장소에서 쪽모이 세공 마루를 깔기 시작하면 아무 소용이 없습니다. 천천히 작업하더라도 인접한 섹션이 잘 연결될지는 매우 의심스럽고 일반적으로 방의 모양은 매우보기 흉할 것입니다. 다른 장소에서는 타일이 다른 방향으로 위치하고 사이에 틈이 있습니다. 쪽모이 세공 마루의 개별 섹션.

결정이 성장하는 동안 거의 동일한 과정이 발생하지만 여기서 어려운 점은 입자가 평면이 아니라 부피에 맞아야 한다는 것입니다. 그러나 여기에는 "마루 바닥재"가 없습니다. 누가 물질 입자를 그 자리에 놓습니까? 그들은 지속적으로 열 운동을 수행하고 가장 "편안한" 가장 적합한 장소를 "찾기" 때문에 스스로 누워있는 것으로 나타났습니다. 이 경우 "편리성"은 에너지적으로 가장 유리한 위치를 의미하기도 합니다. 성장하는 결정 표면의 그러한 위치에 일단 물질 입자가 남아 있을 수 있으며 일정 시간이 지나면 결정 내부, 새로운 성장하는 물질 층 아래에 ​​있게 됩니다. 그러나 다른 것도 가능합니다. 입자는 다시 표면을 용액 속으로 남겨두고 정착하기에 더 편리한 위치를 다시 "검색"하기 시작합니다.

각 결정질 물질은 특정 외부 결정 모양 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 염화나트륨의 경우 이 모양은 정육면체이고 칼륨 명반의 경우 이 모양은 팔면체입니다. 그리고 처음에 그러한 결정이 불규칙한 모양을 가졌더라도 조만간 정육면체 또는 팔면체로 변할 것입니다. 또한 올바른 모양의 크리스탈이 고의적으로 손상되면(예: 정점이 무너지고 가장자리와 면이 손상됨) 추가 성장을 통해 이러한 크리스탈은 자체적으로 손상을 "치유"하기 시작합니다. 이는 결정의 "올바른" 가장자리가 더 빠르게 성장하고 "잘못된" 가장자리가 더 느리게 성장하기 때문에 발생합니다. 이를 확인하기 위해 다음 실험이 수행되었습니다. 식염 결정에서 공을 조각 한 다음 포화 NaCl 용액에 넣었습니다. 시간이 지나면서 공 자체가 점차 큐브로 변했어요! 쌀. 6 일부 미네랄의 결정 형태

결정화 과정이 너무 빨리 진행되지 않고 입자가 배치에 편리한 모양과 높은 이동성을 가지면 쉽게 제자리를 찾을 수 있습니다. 대칭성이 낮은 입자의 이동성이 급격히 감소하면 무작위로 "동결"되어 유리와 유사한 투명한 덩어리를 형성합니다. 이러한 물질 상태를 유리질이라고 합니다. 예를 들어 일반 창유리가 있습니다. 유리를 오랫동안 매우 뜨겁게 유지하면 유리 안의 입자가 충분히 움직일 때 규산염 결정이 자라기 시작합니다. 이러한 유리는 투명성을 잃습니다. 규산염뿐만 아니라 유리질일 수도 있습니다. 따라서 에틸알코올을 천천히 냉각시키면 –113.3°C의 온도에서 결정화되어 하얀 눈 같은 덩어리가 형성됩니다. 그러나 냉각이 매우 빠르게 수행되면 (-196 ° C의 온도에서 액체 질소에 얇은 알코올 앰플을 담그면) 알코올이 너무 빨리 응고되어 분자가 올바른 결정을 만들 시간이 없습니다. 결과는 투명한 유리입니다. 규산염 유리(예: 창유리)에서도 같은 일이 발생합니다. 매우 빠른 냉각(초당 수백만도)을 사용하면 금속도 비결정성 유리 상태로 얻을 수 있습니다.

"불편한" 분자 모양을 가진 물질은 결정화가 어렵습니다. 이러한 물질에는 예를 들어 단백질 및 기타 생체고분자가 포함됩니다. 그러나 융점이 +18°C인 일반 글리세린은 냉각되면 쉽게 과냉각되어 점차적으로 유리질 덩어리로 응고됩니다. 사실 글리세린은 이미 실온에서 점성이 매우 높으며 냉각되면 완전히 두꺼워집니다. 동시에, 비대칭 글리세롤 분자가 엄격한 순서로 정렬되어 결정 격자를 형성하는 것은 매우 어렵습니다.

결정 성장 방법.

결정화는 다양한 방법으로 수행될 수 있습니다. 그 중 하나는 포화된 뜨거운 용액을 냉각시키는 것입니다. 각 온도에서는 일정량의 물질만이 일정량의 용매(예: 물)에 용해될 수 있습니다. 예를 들어, 칼륨명반 200g은 90°C의 물 100g에 녹을 수 있습니다. 이 솔루션을 포화라고합니다. 이제 솔루션을 냉각하겠습니다. 온도가 낮아지면 대부분의 물질의 용해도는 감소합니다. 따라서 80°C에서는 물 100g에 명반 130g 이하가 녹을 수 있습니다. 나머지 70g은 어디로 갈까요? 냉각이 신속하게 이루어지면 과잉 물질은 단순히 침전될 것입니다. 이 침전물을 건조시킨 후 강한 돋보기로 관찰하면 수많은 작은 결정을 볼 수 있습니다.

용액이 냉각되면 더 이상 용해되지 않는 물질의 입자(분자, 이온)가 서로 달라붙어 작은 결정핵을 형성합니다. 핵의 형성은 용액의 불순물(예: 먼지, 용기 벽의 가장 작은 불규칙성)에 의해 촉진됩니다(화학자들은 때때로 물질의 결정화를 돕기 위해 의도적으로 유리 내부 벽에 유리 막대를 문지릅니다). 용액을 천천히 냉각시키면 핵이 거의 형성되지 않고 점차 사방으로 자라면서 규칙적인 모양의 아름다운 결정으로 변한다. 급속 냉각으로 인해 많은 핵이 형성되고 용액의 입자가 찢어진 봉지의 완두콩처럼 성장하는 결정 표면에 "떨어집니다". 물론, 용액의 입자가 결정 표면의 적절한 위치에 "고정"될 시간이 없기 때문에 올바른 결정이 생성되지 않습니다. 또한 여러 명의 마루 바닥 작업자가 한 방에서 작업하는 것처럼 빠르게 성장하는 많은 결정이 서로 간섭합니다. 용액의 외부 고체 불순물도 결정화 중심 역할을 할 수 있으므로 용액이 순수할수록 결정화 중심이 거의 없을 가능성이 커집니다.

90°C에서 포화된 명반 용액을 실온으로 냉각하면 침전물에 명반 190g이 얻어집니다. 왜냐하면 20°C에서는 명반 10g만이 물 100g에 용해되기 때문입니다. 결과적으로 무게가 190g인 규칙적인 모양의 큰 결정 하나가 생성됩니까? 불행하게도 그렇지 않습니다. 매우 순수한 용액에서도 단결정이 성장하기 시작할 가능성은 거의 없습니다. 온도가 벌크보다 약간 낮은 냉각 용액 표면에 결정 덩어리가 형성될 수 있습니다. 선박의 벽과 바닥과 마찬가지로.

포화 용액을 서서히 냉각시켜 결정을 성장시키는 방법은 용해도가 온도에 거의 의존하지 않는 물질에는 적용할 수 없습니다. 이러한 물질에는 예를 들어 염화나트륨 및 염화알루미늄, 아세트산칼슘이 포함됩니다.

결정을 얻는 또 다른 방법은 포화 용액에서 물을 점차적으로 제거하는 것입니다. "과잉" 물질이 결정화됩니다. 그리고 이 경우 물이 느리게 증발할수록 더 좋은 결정을 얻을 수 있습니다.

세 번째 방법은 액체를 천천히 냉각시켜 용융된 물질로부터 결정을 성장시키는 것이다. 모든 방법을 사용할 때 올바른 모양의 작은 결정인 종자를 사용하면 최상의 결과를 얻을 수 있으며 용액이나 용융물에 넣습니다. 예를 들어 이런 식으로 루비 결정을 얻습니다. 보석 결정의 성장은 매우 천천히, 때로는 수년에 걸쳐 이루어집니다. 결정화를 가속화하면 하나의 결정 대신 작은 결정 덩어리를 얻게 됩니다.

증기가 응축되면 결정이 자라서 차가운 유리에 눈송이와 패턴을 만들 수도 있습니다. 보다 활성이 높은 금속의 도움으로 염 용액에서 금속이 옮겨지면 결정도 형성됩니다. 예를 들어, 쇠못을 황산구리 용액에 담그면 붉은색 구리층으로 덮이게 됩니다. 그러나 생성된 구리 결정은 너무 작아서 현미경으로만 볼 수 있습니다. 구리는 손톱 표면에 매우 빠르게 방출되기 때문에 결정이 너무 작습니다. 그러나 과정이 느려지면 결정이 커질 것입니다. 이렇게하려면 황산구리를 두꺼운 식용 소금 층으로 덮고 그 위에 여과지 원을 놓고 그 위에 약간 작은 직경의 철판을 놓습니다. 남은 것은 포화 식염 용액을 용기에 붓는 것입니다. 황산동은 소금물에 천천히 용해되기 시작합니다 (용해도는 순수한 물보다 낮습니다). 구리 이온(복합 녹색 CuCl 4 2– 음이온 형태)은 며칠에 걸쳐 매우 천천히 위쪽으로 확산됩니다. 색상이 있는 테두리의 움직임을 통해 이 과정을 관찰할 수 있습니다.

철판에 도달하면 구리 이온은 중성 원자로 환원됩니다. 그러나 이 과정은 매우 느리게 진행되기 때문에 구리 원자는 아름답고 반짝이는 금속 구리 결정으로 배열됩니다. 때때로 이러한 결정은 가지, 즉 수상돌기를 형성합니다. 실험 조건(온도, 황산 결정의 크기, 소금층의 두께 등)을 변경하면 구리 결정화 조건을 변경할 수 있습니다.

과냉각 솔루션.

때때로 포화 용액은 냉각 시 결정화되지 않습니다. 주어진 온도에서 "추정"되는 것보다 더 많은 용질을 일정량의 용매에 포함하는 이러한 용액을 과포화 용액이라고합니다. 과포화 용액은 결정을 용매와 매우 오랫동안 혼합해도 얻을 수 없으며 뜨거운 포화 용액을 냉각해야만 형성될 수 있습니다. 따라서 이러한 솔루션을 과냉각이라고도 합니다. 예를 들어, 용액의 점성이 너무 높거나 결정 성장을 위해 용액에 존재하지 않는 큰 핵이 필요합니다.

티오황산나트륨 Na 2 S 2 O 3 용액은 쉽게 과냉각됩니다. 5H 2 O. 이 물질의 결정을 약 56 ° C까지 조심스럽게 가열하면 "녹을" 것입니다. 실제로 이것은 녹는 것이 아니라 "자체" 결정수에 티오황산나트륨이 용해되는 것입니다. 온도가 증가함에 따라 대부분의 다른 물질과 마찬가지로 티오황산나트륨의 용해도가 증가하고 56°C에서 결정수는 기존 염을 모두 용해하기에 충분합니다. 이제 갑작스러운 충격을 피하면서 용기를 조심스럽게 냉각하면 결정이 형성되지 않고 물질은 액체 상태로 유지됩니다. 그러나 동일한 물질의 작은 결정인 기성 배아를 과냉각된 용액에 넣으면 급속한 결정화가 시작됩니다. 흥미로운 점은 이 물질만의 결정으로 인해 발생하며 용액은 이물질에 전혀 영향을 받지 않을 수 있다는 것입니다. 따라서 작은 티오황산염 결정을 용액 표면에 접촉하면 실제 기적이 일어날 것입니다. 결정화 전면이 결정에서 흘러 용기 바닥에 빠르게 도달합니다. 따라서 단 몇 초만 지나면 액체가 완전히 "고형화"됩니다. 용기를 뒤집을 수도 있습니다. 한 방울도 쏟아지지 않습니다! 고체 티오황산염은 뜨거운 물에 다시 녹이고 다시 반복될 수 있습니다.

과냉각된 티오황산염 용액이 들어 있는 시험관을 얼음물에 넣으면 결정이 더 느리게 성장하고 더 커집니다. 과포화 용액의 결정화에는 가열이 수반됩니다. 이는 용융 중에 결정질 수화물에 의해 얻은 열 에너지를 방출합니다.

티오황산나트륨은 빠른 결정화가 일어날 수 있는 과냉각 용액을 형성하는 유일한 물질이 아닙니다. 예를 들어, 아세트산 나트륨 CH 3 COONa는 비슷한 특성을 가지고 있습니다 (소다에 아세트산이 작용하여 쉽게 얻을 수 있음). 숙련된 강사들은 아세트산 나트륨을 사용하여 이 "기적"을 보여줍니다. 접시에 담긴 작은 아세트산 더미 위에 이 소금의 과포화 용액을 천천히 붓습니다. 이 소금은 결정과 접촉하자마자 즉시 결정화되어 고체 소금 기둥을 형성합니다!

결정은 반도체, 광학 장치용 프리즘 및 렌즈, 고체 레이저, 압전 소자, 강유전체, 광학 및 전기 광학 결정, 강자성체 및 페라이트, 고순도 금속 단결정 등 과학 및 기술 분야에서 널리 사용됩니다.

결정에 대한 X선 구조 연구를 통해 생물학적 활성 분자(단백질, 핵산)를 포함한 많은 분자의 구조를 확립할 수 있었습니다.

인공적으로 재배한 보석을 포함하여 면처리된 보석 결정이 보석으로 사용됩니다.

일리아 린슨

결정의 내부 구조는 결정학의 발전 초기에 활발한 논의의 주제였습니다. 18세기에 R. J. Gayuy는 방해석이 임의로 작은 능면체로 쪼개질 수 있다는 사실에 근거하여 이 광물의 결정은 이러한 유형의 셀 수 없이 많은 작은 벽돌로 구성되어 있으며 능면체 면 외에 다른 모든 면도 규칙적인 능면체로 형성되어 있다고 제안했습니다. 해당 "벽"의 평면에서 이러한 벽돌을 "후퇴"하여 불규칙성이 너무 작아서 가장자리가 광학적으로 매끄러워 보입니다. 모든 결정에 유효한 지수의 합리성의 법칙이 확립됨에 따라 모든 결정이 이러한 방식, 즉 기본 셀을 끝없이 반복하여 구성된다는 것이 절대적으로 분명해졌습니다. 그러나 물질의 원자 구조에 대한 지식이 확장됨에 따라 단위 셀이 하우이의 단단한 벽돌로 간주될 수 없다는 것이 분명해졌습니다. 오히려 그것은 패턴의 요소, 즉 3차원 "모티프"에 비유될 수 있으며, 반복된 반복은 전체 결정을 생성합니다. 2차원 모티프가 벽 벽지 패턴에서 반복되는 것과 같은 방식입니다. 패턴의 이 체적 요소는 결정의 기본 셀을 구성합니다. 단위 셀에 포함된 원자는 생성되는 결정의 구성을 결정하며, 셀 내 원자의 위치와 크기에 따라 결정의 형태가 결정됩니다. 그러므로 결정에서 5중 대칭과 6배 이상의 대칭이 없는 이유를 이해하는 것은 쉽습니다. 평면에 대해서만 이야기하더라도 평면을 올바르게 채울 수 있는 유일한 도형은 정사각형뿐일 수 있다고 상상하기 쉽습니다. , 직사각형, 평행사변형, 정삼각형 및 정육각형 .

이러한 유형의 지폐의 3차원 구조에 대한 기하학적 이론은 지난 세기에 완전히 개발되었습니다. 그러나 금세기 첫 10년 말까지 결정학자들은 이러한 구조를 직접적으로 연구할 수 없었고, 이는 가시광선의 파장에 비해 단위 셀의 크기가 작기 때문이라는 것을 잘 알고 있었습니다. 1912년에 M. von Laue와 그의 조수들은 결정을 통과할 때 X선 빔이 회절을 경험한다는 것을 처음으로 증명했습니다. 회절된 광선은 사진 건판에 반점 패턴을 형성했는데, 그 대칭성은 이 광선의 경로에 있는 결정의 대칭성과 직접적으로 관련되어 있었습니다. 결정 구조를 연구하는 수단인 Laue 방법은 이후 개선되었으며 결정 형광투시 전문가가 대부분의 결정질 물질의 단위 셀의 크기와 모양은 물론 이 셀의 내용물 위치를 결정할 수 있는 다른 방법으로 대체되었습니다. . 분말 방사선 촬영에서는 X선 빔이 매우 미세한 분말로 분쇄된 작은 샘플의 재료를 통과합니다. 결과는 선의 패턴인 회절 패턴(Debyegram)이며, 그 분포와 강도는 결정 구조의 특징입니다. 이 방법은 보석의 진위 여부를 결정하는 데 매우 유용한 것으로 입증되었습니다(필요한 소량의 재료를 절단된 돌의 둘레에서 큰 손상을 입히지 않고 긁어낼 수 있음). 그러나 X선 회절 분석 결과 중 일부에 대한 지식이 귀중한 물질의 특성을 이해하는 데 유용하기는 하지만 여기서 이러한 모든 방법을 자세히 설명할 필요는 없습니다.