금속

금속

금속 원자는 규칙적인 격자 구조를 구성한다.

화학

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관련 엑스트라

장면

철 (Fe)

철 (Fe)

정보

몰 질량: 55.85 g/mol

용해점: 1,538 °C

비등점: 2,861 °C

밀도: 7.86 g/cm³

성질

은 주기율표의 8번째 그룹에 속되는 원소이다. 순수형으로는 광이 나고 은회색이고 상대적으로 연성인 금속이다. 체심입방구조이다. 연성 금속은 높은 온도에 공작하기가 쉽다. 강자성 특성을 지니고 열과 전기를 잘 전도한다. 표준 전극 전위가 음전위다. 습한 공기로 인해 산소와 철은 함께 반응해서 녹을 생성한다. 철분을 불꽃에 뿌린다면 반짝일 것이다. 철은 희산과 반응을 하면서 수소 가스를 생산하지만 진한 산의 경우에 철의 표면을 부동태화한다.

발생 및 생산

철은 전세계에서 가장 흔한 화합물이다. 그런데 순수형으로 잘 나타나지 않고 운석만 예외다. 대부분 자철석, 적철석, 갈철석 같은 광석으로 찾을 수 있다. 철은 이런 광석을 사용해서 만들어진다. (이것은 철야금학이라고 한다.)

이용

철은 다양한 공업에서 쓰일 뿐만 아니라 강철 생산의 기본적인 소재다. 인간을 포함해서 생물에서도 중요한 기능을 한다. 예를 들어서 산소를 나르는 혈색소에도 있다. 인간의 몸에서 철 결핍증이 발생하면 빈혈을 일으킨다.

알루미늄 (Al)

알루미늄 (Al)

정보

몰 질량: 26.98 g/mol

용해점: 660 °C

비등점: 2,519 °C

밀도: 2.7 g/cm³

성질

알루미늄은 주기율표의 13번째 그룹에 속되는 원소이다. 은백색의 연성 경​금속이다. 공기에 노출되어 있어도 부식되지 않다. 표면을 지속되는 산화 알루미늄층이 덮으니까 산화 과정을 막기 때문이다. 희산과 염기와도 반응하며 양쪽성이다. 테르밋 과정 동안, 2000 °C의 온도에 산화철을 철로 탈산소한다.

발생 및 생산

알루미늄은 자연에서 순수형으로 나타나지 않는다.
그런데 광물 커런덤 같은 화합물은 흔하다. 루비사파이어 (청옥) 같은 보석도 예로 들 수 있다.

알루미늄 제련소에서는 그의 광석, 보크사이트로 만들어진다.

이용

알루미늄과 그의 합금은 다양한 공업에서 이용된다. 전선, 판금, 포일, 차량과 건축 자재를 생산할 때도 쓰인다. 용해성이 있는 알루미늄 복합체는 인체에 독성이 있기 때문에 조리할 때 알루미늄으로 만들어진 기구를 피해야 한다.

아연 (Zn)

아연 (Zn)

정보

몰 질량: 65.3 g/mol

용해점: 419.5 °C

비등점: 907 °C

밀도: 7.14 g/cm³

성질

아연은 주기율표의 12번째 그룹에 속되는 원소이다. 푸른빛이 도는 흰색 중금속이다. 쉽게 녹고 육방정 결정구조를 갖는다. 표면에서도 잘 보이니까 그런 결정구조를 쉽게 관찰할 수 있다. 공기에 노출되어 있어도 부식되지 않다. 표면을 지속되는 산화 알루미늄층이 덮으니까 산화 과정을 막기 때문이다. 희산과 염기에 의해도 녹아지면서 수소 가스가 생긴다. 아연말과 유황 가루의 혼합물은 불길로 데운다면 폭발한다.

발생 및 생산

아연은 자연에서 순수형으로 나타나지 않고 광석으로서만 찾을 수 있다. 섬아연석(ZnS)과 홍아연광(ZnO)은 여기에 속된다. 아연을 생산할 때 황화 광석을 굽고 결과적으로 생기는 산화물을 탄소로 탈산소한다.

이용

아연은 항부식제로 흔히 쓰인다. 강판을 아연층으로 덮어서 아연 도금 강철이 만들어진다.

아연은 또 건전지에서도 쓰이며 합금 중의 하나는 놋쇠다.

아연은 생물의 미량 원소이다. 작은 양으로 필요하지만 큰 양으로 독성이 있다.

구리 (Cu)

구리 (Cu)

정보

몰 질량: 63.5 g/mol

용해점: 1,084.5 °C

비등점: 2,562 °C

밀도: 8.96 g/cm³

성질

구리는 주기율표의 11번째 그룹에 속되는 원소이다. 면심입방구조로 결정체를 이룬다. 주홍색 연성 중금속이며 가단성이 있으니까 얇은 철사로 당기가가 쉽다. 습한 공기에 노출될 때 표면에서 녹색을 띤 층이 생기는데 이것은 녹청이나 동록이라고 불린다. 구리는 물, 희산이나 염기와 반응하지 않고 산화력이 있는 산과만 반응한다. 다은 금속과 합금을 만들기가 쉽고 가장 잘 알려져 있는 합금은 놋쇠, 청동과 양은이다.

발생 및 생산

구리는 자연에서 순수형으로도, 광물로도 찾기 가능하다. 남동석과 적동석은 그의 중요한 광석에 속된다. 환원반응의 결과로 만들 수 있다.

이용

구리는 전선, 케이블, 판금과 다양한 부품을 제작하는 데에 쓰인다. 그의 합금도 산업에 중요한 역할을 한다.

금속성 구리독성이 없지만 이온 결합 화합물은 독성이 있다. 그러므로 살진균제하고 농약으로도 사용하기가 흔하다.

은 (Ag)

은 (Ag)

정보

몰 질량: 107.8 g/mol

용해점: 962 °C

비등점: 2,162 °C

밀도: 10.5 g/cm³

성질

은 주기율표의 11번째 그룹에 속되는 원소이다. 면심입방구조로 결정체를 이룬다. 하얀색이고 빛을 잘 내는 금속이다. 구리보다 부드럽고 금보다 딱딱하다. 은분은 까만색이다.

은은 열전도율전기 전도도, 또한 반사율이 가장 높다. 아울러, 연성하고 가단성이 가장 많은 금속이다.

은은 매우 안정적이지만 황화수소를 속하는 물이나 공기에 노출된다면 흐려진다. 희산에 의해 녹지 않고 뜨거운 진한 질산이나 황산에 의해서는 잘 용해된다. 다른 금속과 합금을 구성하기가 쉽다.

발생 및 생산

은은 자연에서 순수형으로 나타나고
유황, 비소, 안티몬, 또한 휘은석(Ag₂S)과 클로라기라이트(AgCl) 같은 염소를 속하는 광석에서도 찾을 수 있다. 대부분의 은은 은을 포함하는 다른 금속 (납, 구리, 아연, 등)의 광석으로 다양한 과정을 통해 만들어진다.

이용

금속성 은은 항진균성항균성의 성질이 있다. 다양한 목적으로 이용하기가 가능하다. 일반적으리 보석류나 동전을 만들 때 쓰이는데다가 치과학, 사진술과 전자 공학에도 많이 사용된다.

은의 여러 복합체, 예를 들어서 질산은은 의학에서 소작제나 소독약으로 주로 이용된다. 옛날에는 할로겐화 은은 촬영에도 자주 쓰였다.

금 (Au)

금 (Au)

정보

몰 질량: 196.9 g/mol

용해점: 1064.2 °C

비등점: 2,856 °C

밀도: 19.3 g/cm³

성질

은 주기율표의 11번째 그룹에 속되는 원소이다. 면심입방구조로 결정체를 이룬다. 금은 노란색이고 빛을 잘 내는 연성 금속이다. 금은 연성과 가단성이 가장 많은 금속이다. 열전도율 및 전기 전도도가 좋으며 매우 안정적인 귀금속이다. 공기나 물에 노출돼도 흐려지지 않고 대부분의 물질과 반응하지 않는다. 또, 대부분의 산과 반응하지도 않지만 왕수에 의해 녹일 수 있다. 즉, 진한 질산과 염산의 1:3 혼합물을 말한다.

발생 및 생산

금은 순수형으로 발견할 수 있지만 매우 부드러우니까 내구성을 이루기 위해 합금된다. 합금의 순도, 즉 금과 다름 금속의 비율은 캐럿의 단위로 나타낸다. 순금은 24 캐럿이다.

이용

대량의 금은 보석류 제조업에서 사용되지만 다른 산업, 예를 들어서 전자 공학, 의학과 식품 공업에도 쓰인다. 수많은 국가는 자기 통용을 유지하도록 큰 양의 금을 황금보유고에서 보관한다.

나트륨 (Na)

나트륨 (Na)

정보

몰 질량: 23 g/mol

용해점: 97.72 °C

비등점: 883 °C

밀도: 0.97 g/cm³

성질

나트륨은 주기율표의 1번째 그룹에 속되는 원소이다.
(알칼리 금속이다.) 체심입방구조이다. 나트륨은 푸르스름한 광이 나는 은백색 경금속이다. 매우 부드럽고 칼이라도 자를 수 있다. 또, 열전도성은 좋다.

나트륨은 대부분의 물질과 쉽게 반응하며 탈산소화 효과가 높다. 발열 반응을 이룬다. 이 때문에, 액체의 무수의 등유, 아니면 액체의 무수의 광물성 기름에서 보관해야 한다.

발생 및 생산

나트륨은 자연에서 순수형으로 나타나지 않고 화합물로만 발견할 수 있다. 이 중에서 가장 흔하고 가장 중요한 것은 염화나트륨, 다른 말로 소금이다. 나트륨은 녹은 염화나트륨전기분해를 통해 상업적으로 생산된다.

이용

나트륨은 일반적으로 비누 생산하고 용융 금속의 정화에 쓰인다. 나트륨은 동물, 인간을 포함하는 것까지 없어서는 안되는 영양소다. 신경 충동을 발생시키는 과정, 또한 체액평형전해질평형을 유지하는 데에 역할이 크기 때문이다.

칼슘 (Ca)

칼슘 (Ca)

정보

몰 질량: 40.08 g/mol

용해점: 842 °C

비등점: 1,484 °C

밀도: 1.55 g/cm³

성질

칼슘은 주기율표의 2번째 그룹에 속되는 원소이다. (알칼리 토금속이다.) 면심입방구조로 결정체를 이룬다. 칼슘은 회색을 띤 경금속이며 공기에 노출될 때 광택을 잃고 빠르게 산화칼슘을 형성한다. 불을 붙일 때 아주 강렬한 주황색 빛을 내게 타오르면서 흰 가루(CaO)가 된다. 물과 희산하고도 반응하는데 수소 가스를 생기게 한다.

발생 및 생산

반응도가 높기 때문에 복합체로서만 발견할 수 있다. 지각에서는 5번째로 가장 흔한 원소다. 가장 중요한 광물들은 방해석, 백운석석고를 속한다.

칼슘은 생물에 필수적이다. , 연체동물의 껍질과 산호를 구성하는 것들 중의 하나는 인산칼슘이다.

녹은 염화칼슘의 전기분해를 통해 생산된다.

이용

칼슘은 생물의 가장 중요한 요소들 중의 하나다. 덕분에 는 단단해지고 융통성을 갖게 된다. 또한, 몸에서 전해질평형과 적절한 근기능을 유지하는 데에도 중요한 역할을 한다. 산업에서는 강한 환원제로서, 그리고 합금의 비금속으로서 이용된다. 이의 여러 광물, 예를 들어 석고하고 석회석은 건설업,
의학농업에서 큰 역할이 있다.

내레이션

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취화은 (AgBr)

하얀 결정체인데 빛에 노출될 때 분리된다.

염화은 (AgCl)

하얀색 결정식 복합체인데 빛에 노출될 때 분해된다.

질산은 (AgNO₃)

전통적인 촬영의 원자재 중의 하나다.

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