황동의 5가지 종류와 분류 방법
황동의 매혹적인 세계에 대해 궁금한 적이 있나요? 구리와 아연으로 만들어진 이 다용도 합금은 풍부한 역사와 수많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 이 블로그 게시물에서는...
세상을 구성하는 방대한 금속에 대해 궁금한 적이 있나요? 이 흥미로운 블로그 포스팅에서는 흔한 금속부터 희귀한 금속까지 다양한 종류의 금속을 탐구하는 여정을 시작하겠습니다. 전문 기계 엔지니어가 각 금속의 고유한 특성과 응용 분야를 안내하며 여러분을 매료시킬 인사이트를 제공합니다. 경이로운 금속의 세계를 발견할 준비를 하세요!
다음 금속 목록은 다양한 접근 방식을 사용하여 분류한 것입니다. 앞서 언급했듯이 지구상에는 90가지가 넘는 금속이 존재합니다.
표 하단에서 이 목록의 PDF 버전을 다운로드할 수 있습니다.
| 카테고리 | 금속 |
|---|---|
| 철 금속 | 철, 크롬, 망간 |
| 비철금속 | 알루미늄, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 구리, 납, 아연, 주석, 코발트, 니켈, 안티몬, 수은, 카드뮴, 비스무트, 금, 은, 백금, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 베릴륨, 리튬, 루비듐, 세슘, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨, 텅스텐, 몰리브덴, 갈륨, 인듐, 탈륨, 게르마늄, 레늄, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로늄, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 스칸듐, 실리콘, 붕소, 셀레늄, 텔루륨, 비소, 토륨, 기타 |
| 일반 금속 | 철, 알루미늄, 구리, 아연 |
| 희귀 금속 | 지르코늄, 하프늄, 니오븀, 탄탈륨 |
| 경금속 | 티타늄, 알루미늄, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨(밀도 < 4500kg/m³) |
| 중금속 | 구리, 니켈, 코발트, 납, 아연, 주석, 안티몬, 비스무트, 카드뮴, 수은(밀도 > 4500kg/m³) |
| 귀금속 | 금, 은, 플래티넘 그룹 금속 |
| 메탈로이드 요소 | 게르마늄, 안티몬, 폴로늄 |
| 희귀 금속 | 희귀 경금속(리튬, 루비듐, 세슘), 희귀 내화 금속(지르코늄, 몰리브덴, 텅스텐), 희귀 분산 금속(갈륨, 인듐, 게르마늄, 탈륨), 희토류 금속(스칸듐, 이트륨, 란탄화물 계열), 방사성 금속(라듐, 프란슘, 폴로늄, 우라늄, 토륨). |
현존하는 금속의 총 수를 파악하는 것은 광범위한 원소들로 인해 매우 복잡할 수 있습니다. 현재 주기율표에는 총 118개의 원소가 알려져 있으며, 이 중 약 90개가 금속으로 분류됩니다. 여기에는 흔히 메탈로이드 또는 반금속이라고 불리는 붕소, 규소, 비소의 세 가지 원소가 포함됩니다.
이해를 돕기 위해 금속은 일반적으로 철 금속과 비철 금속의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 이 분류 체계는 미국, 영국, 일본에서 널리 통용되고 있습니다.
철 금속
철 금속은 철을 함유하고 있으며 강도와 내구성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 일반적인 예는 다음과 같습니다:
비철금속
비철금속은 철을 포함하지 않으며 일반적으로 녹과 부식에 더 강합니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
관련 읽기: 철과 비철 금속
과거 구소련과 일부 동유럽 국가에서는 금속을 색깔에 따라 검은색 금속과 유색 금속의 두 가지 그룹으로 분류했습니다. 마찬가지로 이 색상 기반 분류는 중국에서도 여전히 사용되고 있습니다. 그러나 이 방식은 과학적 타당성이 부족합니다.
이제 금속은 속성과 용도에 따라 네 가지 그룹으로 분류됩니다:
중금속:
중금속은 밀도가 4.5g/cm³ 이상인 금속으로 정의됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
경금속:
경금속의 밀도는 4.5g/cm³ 미만입니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
귀금속:
귀금속은 불순물 함량이 낮고 정제 과정이 복잡하며 가치가 높기 때문에 높은 가치를 인정받고 있습니다. 이러한 금속은 일반 금속보다 더 가치 있는 것으로 간주됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
희귀 금속:
희귀 금속에는 희귀 경금속, 내화성 금속, 분산 금속 및 희토류 금속과 같이 비교적 흔하지 않은 원소가 포함됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
방사성 금속:
인체에 해로울 수 있는 방사성 금속도 있다는 점에 유의하세요. 이러한 금속에 장기간 노출되면 질병이나 사망에 이를 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
결론
이 글에서는 화학 원소 주기율표에서 발견되는 거의 모든 원소를 포함하는 다양한 유형의 금속에 대한 포괄적인 목록을 제공하는 것을 목표로 합니다. 또한 이러한 금속의 특징과 용도에 대한 전반적인 개요를 제시합니다.
시작하겠습니다.
철은 원자 번호 26번의 금속 원소이며 라틴어 이름인 '페륨'에서 유래한 화학 기호 Fe로 표시됩니다. 철의 평균 상대 원자 질량은 55.845 원자 질량 단위(amu)입니다. 철은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나이며 다양한 산업 분야, 특히 철강 생산에서 중요한 역할을 합니다.
철은 다재다능하고 풍부하기 때문에 수많은 분야에서 필수적입니다. 철은 철과 탄소의 합금인 철강 제조의 주요 구성 요소입니다. 강철은 강도와 내구성으로 인해 건설, 자동차 및 기타 다양한 산업에서 기본이 되는 소재입니다.
크롬은 원소 주기율표에서 6B족에 속하는 금속 원소로 화학 기호는 Cr이고 원자 번호는 24입니다. 크롬의 이름은 "색"을 뜻하는 그리스어에서 유래되었는데, 이는 크롬 화합물의 다채로운 특성 때문입니다.
이 강철 회색 금속은 자연에서 발견되는 가장 단단한 금속입니다. 크롬은 지각에 소량만 존재하며, 그 양은 0.01%로 17번째로 풍부합니다. 자연적으로 발생하는 무료 크롬은 극히 드물며 주로 크로마이트에서 발견됩니다.
망간은 화학 기호가 Mn이고 원자 번호가 25인 전이 금속입니다. 회백색의 단단하고 부서지기 쉬우며 반짝이는 원소로 나타납니다.
순수한 망간은 철보다 약간 부드럽지만 소량의 불순물이 포함되면 단단하고 부서지기 쉬우며 습한 환경에서 쉽게 산화될 수 있습니다.
망간은 자연계에 널리 분포되어 있으며, 토양에는 일반적으로 약 0.25%의 망간이 함유되어 있습니다. 차, 밀, 껍질이 단단한 과일과 같은 특정 식품에는 더 많은 양의 망간이 함유되어 있습니다.
Al로 상징되는 알루미늄은 막대, 시트, 호일, 분말, 스트립 및 필라멘트와 같은 다양한 제품을 만드는 데 일반적으로 사용되는 연성 은백색 경금속입니다.
습한 공기에서 알루미늄은 부식을 방지하는 산화막을 형성할 수 있습니다. 알루미늄 분말은 공기 중에서 가열하면 발화하여 밝은 흰색 불꽃을 생성할 수 있습니다. 알루미늄은 황산, 질산, 염산, 수산화나트륨, 수산화칼륨의 묽은 용액에는 용해되지만 물에는 녹지 않습니다.
알루미늄의 상대 밀도는 2.70이며 녹는점과 끓는점은 각각 660°C와 2327°C입니다.
특히 알루미늄은 지각에서 가장 풍부한 금속 원소로, 산소와 실리콘에 이어 3위를 차지하고 있습니다.
마그네슘은 화학 기호 Mg로 대표되는 금속 원소입니다. 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비 경이 산화 마그네슘을 칼륨으로 환원하여 처음 생산했습니다.
알칼리 토금속인 마그네슘은 반응성 화학적 특성을 나타내는 은백색의 가벼운 금속입니다. 산과 반응하여 수소를 생성하고 약간의 연성과 방열 능력을 가지고 있습니다.
마그네슘은 자연적으로 풍부하며 인체에 필수적인 요소입니다.
칼륨은 기호 K와 원자 번호 19를 가진 알칼리 금속입니다. 원소 주기율표에서 네 번째 주기율표의 그룹 1A에 속합니다.
이 부드럽고 왁스 같은 금속은 은백색으로 보이며 칼로 쉽게 자를 수 있습니다. 녹는점과 끓는점이 낮고 물보다 밀도가 낮습니다. 칼륨은 나트륨보다 훨씬 더 반응성이 높은 화학적 특성을 나타냅니다.
나트륨은 기호 Na와 일반명 나트륨으로도 알려져 있으며 주기율표의 3족 1A에 속하는 금속 원소입니다. 알칼리 금속 원소를 대표합니다.
나트륨은 부드러운 질감을 가지고 있으며 반응성이 높은 화학적 특성을 나타냅니다. 물과 접촉하면 격렬하게 반응하여 수산화나트륨을 생성하고 수소 가스를 방출합니다.
칼슘은 원자 번호가 20이고 기호는 Ca인 금속 원소입니다. 칼슘은 원소 주기율표의 2A족과 4족에 속합니다.
실온에서 칼슘은 반응성이 매우 높은 은백색의 고체이며 화학적 성질을 가지고 있습니다. 반응성 때문에 주로 자연에서 이온 또는 화합물 형태로 발견됩니다.
스트론튬은 1791-1792년 영국의 화학자이자 의사인 헨리 호프 경이 광석을 연구하던 중 발견한 Sr 기호를 가진 화학 원소입니다. 그는 스트론튬의 원산지인 스트론티안의 이름을 따서 스트론티아(스트론튬 지구)라고 명명했습니다.
스트론튬은 은백색의 알칼리성 토금속으로 노란색 광택이 있습니다. 합금, 광전지, 분석 화학 시약, 불꽃놀이 및 기타 응용 분야의 생산에 사용됩니다.
스트론튬의 동위원소 중 하나인 스트론튬-90은 방사성이며 반감기가 28.1년에 달해 방사선원으로 유용합니다.
바륨은 화학 기호 Ba를 가진 알칼리 토금속 원소로 주기율표의 6족 2A족에 속합니다. 바륨은 광택이 나는 은백색의 부드러운 금속으로 알칼리 토금속 중 반응성이 가장 높은 원소입니다.
바륨은 반응성이 매우 높기 때문에 자연에서 순수한 형태로 발견되지 않습니다. 대신 자연에서 발견되는 가장 일반적인 바륨 광물은 중정석(황산 바륨)과 위더라이트(탄산 바륨)로, 둘 다 물에 녹지 않는 광물입니다.
바륨은 1774년에 새로운 원소로 인식되었지만, 1808년 전기 분해가 발명된 이후에는 금속 원소로 분류되지 않았습니다.
불꽃놀이에 사용되는 바륨 화합물은 불꽃 반응 원리에 따라 초록색으로 착색됩니다.
구리는 전이 원소이자 화학 기호 Cu와 원자 번호 29번을 가진 금속입니다.
순수한 형태의 구리는 갓 자르면 붉은 주황색을 띠고 금속 광택이 나는 부드러운 금속입니다. 원소 형태는 자줏빛을 띤 붉은색입니다.
구리는 연성이 높고 열 및 전기 전도성이 뛰어납니다. 이러한 특성으로 인해 구리는 전기 및 전자 부품과 케이블에 널리 사용됩니다. 또한 건축 자재에도 사용할 수 있으며 저항률이 낮고 기계적 특성이 우수한 청동과 황동을 포함한 많은 합금을 형성할 수 있습니다.
구리는 기계적 특성을 잃지 않고 여러 번 재활용할 수 있는 내구성이 강한 금속입니다.
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납은 원자 번호 82, 원자량 207.2의 기호 Pb를 가진 금속 화학 원소입니다. 가장 무거운 비방사성 원소이며 면을 중심으로 하는 정육면체 결정 구조를 가지고 있습니다. 납은 부식에 강한 무거운 비철금속입니다.
납은 녹는점이 낮고 부식에 대한 저항성이 높으며 엑스레이와 감마선에 대한 투과성이 없고 가소성이 좋은 등 여러 가지 장점이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 납은 일반적으로 시트와 파이프로 가공되어 화학 제조, 케이블 생산, 배터리 제조, 방사선 보호 등 다양한 산업에서 사용됩니다.
아연은 기호 Zn과 원자 번호 30을 가진 화학 원소입니다. 아연은 원소 주기율표에서 4족의 12족에 속합니다. 아연은 밝은 회색 전이 금속으로 현대 산업에서 네 번째로 많이 사용되는 금속입니다. 아연은 배터리 생산에 필수적인 금속입니다.
주석으로 알려진 금속 원소는 일반적으로 영어로 주석이라고 하며, 원소 기호는 Sn입니다.
주석은 일반적으로 은백색 광택이 나는 저융점 금속으로 가장 일반적인 형태인 흰색 주석으로 나타나는 무기 물질입니다.
화합물에서 주석은 2원자가 또는 4원자가를 나타낼 수 있으며 상온에서 공기 중에서 쉽게 산화되지 않습니다.
주석의 자연 발생은 주로 이산화탄소(카시테라이트)와 황화 스타닉과 같은 다양한 황화물의 형태입니다.
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Co로 상징되는 코발트는 은백색 표면과 약간 분홍빛을 띠는 강자성 금속입니다. 코발트는 주기율표의 8족과 4족에 속하며 원자 번호는 27, 원자량은 58.9332입니다.
코발트는 밀집된 육각형 결정 구조를 가지며 일반적으로 +2와 +3의 원자가를 가질 수 있습니다. 반짝이는 강철 회색의 금속으로 비교적 단단하고 부서지기 쉬운 강자성이며 1150℃로 가열하면 자성을 잃습니다. 실온에서는 물에 불활성이며 습한 공기에서도 안정적입니다.
공기 중에서 300℃ 이상의 온도로 가열하면 코발트 산화물(CoO)은 산화를 거쳐 밝은 흰색 열을 내는 산화 코발트(Co3O4)로 전환됩니다. 수소 환원에 의해 생성된 미세한 코발트 금속 분말은 공기 중에서 자연적으로 산화 코발트로 연소할 수 있습니다.
코발트는 내열 합금, 경질 합금, 부식 방지 합금, 자성 합금 및 다양한 코발트 염의 제조에 사용되는 중요한 원재료입니다.
니켈은 단단하고 연성이며 강자성 금속으로 광택이 높고 부식에 대한 저항성이 뛰어납니다. 니켈은 친유성 원소이며 주로 철과 니켈로 구성된 지구의 핵에 풍부하게 존재합니다. 지각의 철-마그네시아 암석의 니켈 함량은 알루미노규산염 암석의 니켈 함량보다 높습니다. 예를 들어 페리도타이트는 화강암보다 니켈 함량이 1000배 높은 반면, 가브로는 화강암의 80배에 달하는 니켈 함량을 가지고 있습니다.
안티몬은 화학 기호 Sb와 원자 번호 51을 가진 금속 원소입니다. 은백색의 반짝이는 단단하고 부서지기 쉬운 금속으로 막대, 블록, 분말 및 기타 모양으로 만들 수 있습니다. 안티몬은 비늘 모양의 결정 구조를 가지고 있으며 습한 공기에 노출되면 시간이 지남에 따라 광택이 사라집니다. 고온에 노출되면 연소하여 흰색 산화 안티몬으로 변합니다. 안티몬은 수용액과 농축 황산에 용해됩니다. 상대 밀도는 6.68, 녹는점은 630°C, 끓는점은 1635°C입니다. 또한 원자 반경은 1.28 옹스트롬이고 전기 음성도는 2.2입니다.
화학 기호 Hg로 표시되는 수은은 주기율표의 80번째 원소이며 12족과 6족에 속합니다.
수은은 상온과 상압에서 액체 형태로 존재하는 유일한 금속이라는 점이 독특합니다. 그러나 갈륨(기호 Ga, 원소 31번)과 세슘(기호 Cs, 원소 55번)도 상온(각각 29.76°C와 28.44°C)에서 액체로 존재합니다.
수은은 반짝이는 은백색의 외관을 가지고 있으며 화학적 성질이 안정된 고밀도 액체입니다. 산과 염기 모두에 용해되지 않습니다.
수은은 상온에서 증발할 수 있으며 수은 증기와 그 화합물은 모두 독성이 강해 만성적인 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.
수은은 오랜 사용 역사를 가지고 있으며 오늘날에도 여전히 널리 사용되고 있습니다.
카드뮴은 화학 기호 Cd와 원자 번호 48을 가진 무거운 비철금속 원소입니다. 은백색의 금속으로 중성자 흡수 특성이 뛰어납니다. 카드뮴봉은 원자로의 연쇄 핵분열 반응 속도를 늦추는 데 유용합니다. 또한 아연-카드뮴 배터리에도 사용됩니다.
황화물 형태의 카드뮴은 색이 밝으며 카드뮴 황색으로 알려진 노란색 안료를 만드는 데 사용됩니다.
비스무트는 화학 기호 Bi와 원자 번호 83으로 표시되는 금속 원소입니다. 비스무트는 주기율표의 6족 VA 그룹에 속합니다.
비스무트는 은백색에서 분홍색으로 독특한 외관을 가지고 있으며 쉽게 부서질 수 있는 부서지기 쉬운 금속입니다. 비교적 안정적인 화학적 특성을 나타냅니다.
비스무트는 자유 금속 형태뿐만 아니라 자연에 존재하는 다양한 미네랄에서도 발견됩니다.
금(기호: Au, 원자 번호: 79)은 역사적으로 화폐의 한 형태, 가치 보존 수단, 보석으로 사용되어 귀금속이라고도 불리는 금속 원소입니다.
자연적으로 발생하는 금은 암석, 지하 광맥 및 충적암 내에서 덩어리 또는 알갱이 형태로 발견됩니다.
화폐 금속 중 하나인 금은 상온에서 고체이며 고밀도, 부드러움, 밝기, 부식에 대한 내성으로 잘 알려져 있습니다. 금은 백금 다음으로 연성이 높은 금속입니다.
화학 기호 Ag로 표시되는 은은 고대부터 활용되어 온 전이 금속으로, 중요한 귀금속으로 인정받고 있습니다.
은은 자연적으로도 발견되지만 주로 화학적 형태의 은광석에서 구할 수 있습니다. 은은 열 및 전기 전도성이 뛰어나며 물리적, 화학적 특성이 상당히 안정적입니다. 이 부드럽고 유연한 금속은 99% 이상의 빛을 반사하여 반사율이 높습니다. 은은 수많은 중요한 응용 분야로 인해 귀금속으로서의 가치를 유지하고 있습니다.
백금은 Pt 기호로 표시되는 화학 원소이며 귀금속 중 하나로 간주됩니다. 백금 계열 원소에 속하며 일반적으로 단순히 "백금"이라고 불립니다. 원자량은 195.078이고 원자 번호는 78이며 전이 금속입니다.
백금의 녹는점은 1772°C, 끓는점은 3827°C, 밀도는 20°C에서 21.45g/cm³입니다. 비교적 부드럽고 연성, 열전도도, 전기전도도가 우수합니다.
스펀지 백금은 비표면적이 넓고 가스, 특히 수소, 산소, 일산화탄소에 대한 흡수력이 강한 회색의 스펀지 같은 물질입니다. 분말 플래티넘 블랙은 상당한 양의 수소를 흡수할 수 있습니다.
루테늄은 단단하고 부서지기 쉬운 연한 회색의 희귀한 다원소 금속 원소입니다. 화학 기호는 Ru이며 백금족 금속에 속합니다.
루테늄은 지각에 존재하지만 농도가 10억 분의 1에 불과한 희귀 금속 중 하나입니다. 루테늄은 안정적인 특성과 부식에 대한 높은 내성으로 유명합니다.
루테늄은 상온에서 염산, 황산, 질산 및 아쿠아 레지아에 의한 부식을 견딜 수 있는 능력이 있습니다.
루테늄은 백금족 금속 중 가장 저렴하지만 백금이나 팔라듐과 같은 다른 금속에 비해 여전히 풍부하지 않습니다.
로듐은 화학 기호 Rh로 대표되는 단단한 은백색 금속입니다. 백금족 원소에 속하며 반사율이 높은 것으로 알려져 있습니다.
일반적으로 로듐 금속은 산화물을 형성하지 않지만, 용융 상태에서는 산소를 흡수하여 응고 시 방출할 수 있습니다.
백금에 비해 로듐은 녹는점이 높고 밀도가 낮습니다. 또한 대부분의 산에 녹지 않으며 질산에는 완전히 녹지 않습니다. 수중에서는 약간만 용해됩니다.
팔라듐은 백금족에 속하는 전이 금속으로 화학 기호가 Pd입니다. 팔라듐은 주기율표의 다섯 번째 주기율표의 8족에 속합니다.
순수한 형태의 팔라듐은 은백색의 금속으로 부드러운 질감과 우수한 연성 및 가소성을 가지고 있습니다. 따라서 쉽게 단조하고, 굴리고, 다양한 모양으로 만들 수 있습니다.
팔라듐은 수소가스를 흡수할 수 있는 독특한 특성을 가지고 있어 부피가 크게 증가합니다. 그러나 이 특성으로 인해 금속이 부서지기 쉽고 파편으로 부서질 수도 있습니다.
오스뮴은 기호 Os와 원자 번호 76을 가진 화학 원소입니다. 주기율표의 6주기인 VIII족에 속하며 상대 원자 질량은 190.23입니다.
백금족의 일원인 오스뮴은 모든 원소 중 밀도가 가장 높은 중금속입니다.
이리듐은 화학 기호 Ir과 원자 번호 77을 가진 금속 원소입니다. 원자량은 192.22이며, 이름은 라틴어로 "무지개"라는 뜻에서 유래했습니다.
이리듐은 지각에서 1/10,000만분의 1의 농도로 존재할 정도로 희소합니다. 이리듐은 일반적으로 다양한 광석에 분산되어 있으며 백금 계열의 다른 원소와 함께 충적 및 모래 퇴적물에서 발견될 수 있습니다.
베릴륨은 기호 Be로 표시되는 화학 원소로 원자 번호는 4이며 주기율표의 두 번째 주족과 두 번째 주기율표에 속합니다.
회백색의 알칼리 토금속으로 육각형계에 속하며 경도가 높고 열팽창 계수가 낮은 것으로 알려져 있습니다. 하지만 베릴륨과 그 화합물은 독성이 강하므로 주의해서 다루어야 합니다.
베릴륨은 양쪽성 금속으로 산과 염기 모두에 녹을 수 있습니다. 원자력 원자로 및 항공 우주 공학의 재료로 사용되는 것부터 다양한 합금에 포함되는 것, X-선 투과창의 구성 요소에 이르기까지 베릴륨의 용도는 다양합니다.
리튬은 화학 기호가 Li이고 은백색의 부드러운 외관을 가진 금속 원소입니다. 모든 금속 중 밀도가 가장 낮습니다.
리튬은 원자로, 경합금, 배터리 등 다양한 용도로 사용됩니다. 다른 알칼리 금속과 달리 리튬과 그 화합물은 높은 전하 밀도와 안정적인 헬륨형 이중 전자층으로 인해 비정형적인 특성을 가지고 있습니다. 따라서 다른 분자나 이온에 의해 쉽게 분극되지만 스스로 분극하기는 어렵습니다.
이 독특한 특성은 리튬과 그 화합물의 안정성에 영향을 미칩니다. 리튬은 방사성 원소를 포함하여 알려진 모든 원소 중에서 음극 전위가 가장 높기 때문에 반응성이 가장 높은 금속입니다.
루비듐은 화학 기호 Rb로 표시되는 은백색의 옅은 금속입니다. 부드럽고 왁스 같은 질감을 가지고 있으며 칼륨보다 더 활발한 화학적 특성을 나타냅니다.
루비듐은 빛에 노출되면 전자를 방출하는 것으로 알려져 있습니다. 루비듐은 물과 격렬하게 반응하여 수산화 루비듐과 수소를 생성합니다. 또한 산소와 쉽게 반응하여 복잡한 산화물을 형성합니다.
물과 반응하는 동안 상당한 열이 발생하기 때문에 수소가 즉시 발화할 위험이 있습니다. 예방 조치로 순수 루비듐 금속은 일반적으로 공기나 습기와의 접촉을 방지하기 위해 밀폐된 유리 용기에 보관합니다.
세슘은 주기율표의 원소로서 기호는 Cs, 원자 번호는 55입니다. 세슘은 6족의 그룹 IA 원소로 분류됩니다.
원소 형태의 세슘은 연한 황금빛 노란색의 반응성 금속으로 녹는점이 낮습니다. 공기에 매우 민감하고 산화되기 쉽습니다.
세슘은 물과 접촉하면 격렬하게 반응하여 폭발하여 수소를 생성할 수 있습니다. 자연에서 세슘은 소금으로만 존재하며 육지와 바다에서는 거의 발견되지 않습니다.
세슘은 진공 장치와 광전지 생산에 중요한 재료입니다. 방사성 동위 원소인 Cs-137은 일본 후쿠시마 제1 원자력 발전소에서 유출된 오염 물질 중 하나입니다.
세슘은 방사성 원소를 포함하여 알려진 모든 원소 중 가장 금속성이 강한 원소입니다. 리튬은 반응성이 가장 높은 원소라는 점에 주목할 필요가 있습니다.
티타늄 은 기호 Ti와 원자 번호 22를 가진 화학 원소입니다. 주기율표 제4족의 IVB족에 속하며 가볍고 강도가 높으며 금속 광택이 있고 습한 염소에 의한 부식에 강한 은백색 전이 금속으로 알려져 있습니다.
그러나 건조한 염소에 노출되면 0°C 이하의 온도에서도 티타늄에 격렬한 화학 반응이 일어날 수 있습니다. 이 반응은 사염화티타늄을 생성하고 분해되어 극단적인 경우 발화할 수 있는 이산화티타늄을 생성합니다. 따라서 티타늄은 염소의 수분 함량이 0.5%보다 높을 때만 안정적으로 유지될 수 있습니다.
티타늄은 자연에 분산되어 있고 추출이 어렵기 때문에 희귀 금속으로 간주됩니다. 그럼에도 불구하고 티타늄은 비교적 풍부하며 전체 원소 중 10위를 차지합니다. 주요 티타늄 광석인 일메나이트와 루틸은 지각과 암석권에서 널리 발견됩니다. 또한 티타늄은 거의 모든 생물체, 암석, 물, 토양에서 찾을 수 있습니다.
지르코늄은 화학 원소 기호는 Zr, 원자 번호는 40입니다. 녹는점이 높은 밝은 회색 금속입니다.
지르코늄은 공기에 노출되면 표면이 빠르게 산화막을 형성하여 강철과 비슷한 광택을 냅니다. 또한 부식에 대한 저항성이 뛰어나며 불산과 아쿠아 레지아에 모두 용해됩니다.
지르코늄은 두 가지 모두에 반응할 수 있습니다. 비금속 및 고온에서 금속 원소와 결합하여 고체 용액을 형성합니다.
바나듐은 원소 주기율표에서 5족에 속하는 은회색 금속으로, 기호 V를 가진 금속 원소입니다. 바나듐의 원자 번호는 23이고 원자량은 50.9414입니다. 몸체 중심의 정육면체 결정 구조를 가지며 +5, +4, +3, +2의 일반적인 원자가를 나타냅니다.
바나듐은 녹는점이 높기 때문에 내화성 금속으로 분류됩니다. 또한 연성이 있고 단단하며 자성을 띠지 않습니다. 또한 바나듐은 염산과 황산에 대한 내성이 강하며 대부분의 스테인리스 스틸에 비해 가스, 염분, 물에 의한 부식에 대한 저항성이 우수합니다.
니오븀은 화학 기호가 Nb이고 원자 번호가 41인 전이 금속 원소입니다. 반짝이는 회색 금속입니다.
순수한 형태의 니오븀은 연성이 매우 높습니다. 그러나 불순물 함량이 증가함에 따라 경도가 증가합니다. 또한 니오븀은 열 중성자를 포집하는 단면적이 매우 작아 원자력 산업에서 매우 가치가 높습니다.
탄탈륨은 원자 번호가 73이고 화학 기호가 Ta인 금속 원소입니다. 원소 형태는 강철 회색 금속으로 부식에 대한 높은 저항성을 나타냅니다.
탄탈륨은 저온 및 고온 조건 모두에서 염산, 농축 질산 또는 아쿠아 레지아에 반응하지 않습니다. 탄탈륨은 주로 탄탈라이트에서 발견되며, 종종 니오븀과 공존합니다.
탄탈륨은 적당한 경도와 연성을 나타내며 얇은 와이어나 호일로 가공할 수 있습니다. 열팽창 계수가 작고 화학적 특성이 우수하며 내식성이 높습니다.
탄탈륨은 증발 용기의 생산과 전자 튜브의 전극, 정류기 및 전해 커패시터로 사용됩니다. 의학에서는 손상된 조직을 복구하기 위한 얇은 시트나 실을 만드는 데 사용됩니다.
탄탈륨의 강력한 내식성은 표면에 오산화탄탈륨(Ta2O5)의 안정적인 보호막이 형성되어 있기 때문입니다.
텅스텐은 화학 기호 W와 원자 번호 74를 가진 금속 원소입니다. 원소 주기율표에서 여섯 번째 주기율표의 VIB 그룹에 속합니다.
자연에서 텅스텐은 주로 이온 반경이 0.68 x 10^-10미터인 6가 양이온의 형태로 존재합니다. 이온 반경이 작고 전기 음성도가 높으며 분극성이 강하기 때문에 복잡한 음이온을 쉽게 형성합니다. 따라서 텅스텐은 종종 울프라마이트 또는 스켈라이트 침전물에서 [WO4]^2-와 같은 복합 음이온의 형태로 발생합니다.
원소 형태의 텅스텐은 경도가 높고 녹는점이 높은 반짝이는 은백색 금속으로 나타납니다. 상온에서 공기에 의한 부식에 강하고 비교적 안정적인 화학적 특성을 지니고 있습니다. 텅스텐은 필라멘트, 고속 절삭 합금, 초경질 금형, 광학 및 화학 기기 제조 등 다양한 용도로 사용됩니다. 중국은 세계 최대의 텅스텐 매장량을 보유하고 있습니다.
몰리브덴은 기호 Mo와 원자 번호 42를 가진 화학 원소입니다. 전이 금속 그룹에 속하며 간과 신장 등 신체의 다양한 조직에서 발견되는 인체 건강에 중요한 미량 원소입니다.
인체에는 총 약 9mg의 몰리브덴이 함유되어 있습니다. 이 은백색 금속은 인성과 경도로 잘 알려져 있으며 식물과 동물의 성장과 건강에 중요한 역할을 합니다.
갈륨은 회청색 또는 은백색을 띠는 금속 원소로, 화학 기호 Ga와 원자량 69.723으로 표시됩니다.
갈륨은 녹는점은 낮지만 끓는점이 높습니다. 갈륨은 순수한 액체 형태일 때 과냉각 경향이 있으며 공기 중에서 쉽게 산화되어 산화막이 형성됩니다.
인듐은 기호 "In"과 원자 번호 49를 가진 금속 원소로 주기율표의 다섯 번째 주기율표에 있는 그룹 IIIA에 속합니다.
인듐은 순수한 상태에서는 은백색의 금속으로 연한 파란색을 띠고 있습니다. 매우 부드러워서 손톱으로 쉽게 긁힐 수 있습니다. 또한 인듐은 뛰어난 가단성과 연성을 지니고 있어 다양한 형태로 성형할 수 있습니다.
인듐은 주로 저융점 합금, 베어링 합금, 반도체 및 전광원 제조의 기본 재료로 사용됩니다.
Tl과 원자 번호 81로 상징되는 탈륨은 주기율표의 제 6족에 속하는 그룹 IIIA 원소입니다.
희귀 원소인 탈륨은 자연 환경에서 소량으로 발견됩니다. 탈륨은 염산과 묽은 황산에는 천천히 용해되지만 질산에는 빠르게 용해됩니다.
탈륨의 주요 화합물에는 산화물, 황화물, 할로겐화물, 황산염이 있습니다. 탈륨 염은 무색 무미의 결정으로 물에 용해되어 탈륨 화합물을 형성합니다.
탈륨은 공기에 비해 물이나 파라핀에서 상대적으로 더 안정적입니다.
게르마늄은 기호 Ge, 원자 번호 32, 원자량 72.64의 화학 원소입니다. 게르마늄은 원소 주기율표의 제4주기 및 그룹 IVA에 속합니다.
게르마늄은 반짝이고 단단한 회백색의 금속성 금속입니다. 탄소 그룹에 속하며 화학적 성질은 같은 그룹에 속하는 주석 및 실리콘과 유사합니다.
게르마늄은 물, 염산, 묽은 가성 용액에는 용해되지 않지만 수용액, 농축 질산 또는 황산에는 용해됩니다. 양쪽성 성질을 가지고 있으며 용융 알칼리, 과산화 알칼리, 질산알칼리 금속 또는 탄산염에 용해됩니다. 공기 중에서 비교적 안정적입니다.
자연에서 발견되는 게르마늄의 안정 동위원소는 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge, 76Ge의 다섯 가지입니다. 게르마늄이 700°C 이상의 산소와 반응하면 GeO2를 형성합니다. 1000°C 이상의 수소와 반응하면 염소나 브롬에서 발화할 수 있습니다.
게르마늄은 우수한 반도체로 고주파 전류를 감지하고 교류 전기를 정류하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 적외선 광학 재료, 정밀 기기, 촉매제로도 사용할 수 있습니다. 게르마늄 화합물은 높은 굴절률을 가진 형광판과 다양한 유리를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
레늄은 기호 Re로 표시되는 화학 원소이며 원자 번호는 75입니다. 레늄은 원소 주기율표에서 전이 금속의 6족에 속하는 고밀도 은백색 금속입니다.
레늄은 지각에서 발견되는 평균 농도가 10억 분의 1에 불과한 매우 희귀한 원소입니다. 또한 모든 원소 중 녹는점과 끓는점이 가장 높은 것으로도 알려져 있습니다.
몰리브덴과 구리를 정제하는 과정에서 부산물로 레늄이 생성됩니다. 레늄은 망간 및 테크네튬과 비슷한 화학적 성질을 가지고 있습니다.
레늄 화합물의 산화 상태는 -3에서 +7까지이며, -3이 가장 낮고 +7이 가장 높습니다.
란탄은 화학 기호 La, 원자 번호 57, 원자량 138.90547의 희토류 금속 원소입니다. 이 원소의 이름은 그리스어에서 유래되었으며 원래 "숨어 있다"라는 뜻입니다.
란탄은 은회색 광택과 부드러운 질감을 가지고 있으며 밀도는 6.162g/cm3입니다. 녹는점은 920°C, 끓는점은 대기압에서 3464°C입니다. 활성 화학적 특성을 나타내며 공기에 노출되면 금속 광택을 빠르게 잃고 청색 산화막을 형성합니다. 그러나 이 막은 금속을 보호할 수 없어 계속 산화되고 백색 산화물 분말이 형성됩니다.
란탄은 찬물과 천천히 반응하고 산에 용해되며 다양한 비금속과 반응할 수 있습니다. 일반적으로 금속은 광유 또는 희귀 가스에 저장됩니다.
지각에는 0.00183%의 란탄이 함유되어 있어 세륨 다음으로 두 번째로 풍부한 희토류 원소입니다. 란탄에는 란탄-139와 방사성 란탄-138의 두 가지 천연 동위원소가 있습니다.
세륨은 원자 번호가 58인 희토류 원소입니다. 세륨은 주기율표의 6족 란타나이드 그룹에 속하며 화학 기호 Ce로 표시됩니다. 원소 형태에서는 은회색의 반응성 금속으로 나타납니다.
세륨은 분말 형태일 때 자연 연소하기 쉽고 산과 환원제에 용해될 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다.
프라세오디뮴은 원자 번호가 59인 희토류 금속입니다. 그 이름은 "녹색"을 의미하는 그리스어에서 유래했습니다. 프라세오디뮴은 육각형 결정 구조를 가지고 있습니다.
란탄, 세륨, 네오디뮴, 유로피움에 비해 프라세오디뮴은 공기 중에서 내식성이 더 뛰어납니다. 그러나 공기에 노출되면 여전히 깨지기 쉬운 녹색 산화물 층을 형성합니다. 순수한 프라세오디뮴은 미네랄 오일이나 밀폐된 플라스틱 용기에 보관해야 합니다.
프라세오디뮴은 석유 촉매 분해에 사용됩니다. Y-제올라이트 분 자체에 프라세오디뮴과 네오디뮴 농축을 추가하면 석유 분해 촉매의 활성, 선택성 및 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
다른 희토류 원소와 마찬가지로 프라세오디뮴은 독성이 낮고 생물학적 과정에 필수적이지 않습니다.
네오디뮴은 원자 번호가 60인 Nd로 표시되며 란타나이드 계열의 원소에 속합니다. 은백색 금속으로 반응성이 가장 높은 희토류 금속 중 하나입니다.
네오디뮴의 밀도는 7.004g/cm³이고 녹는점은 1024°C입니다. 또한 상자성이며 공기에 노출되면 빠르게 어두워져 산화물을 형성합니다. 찬물에는 천천히 반응하고 뜨거운 물에는 빠르게 반응합니다.
네오디뮴이 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷과 네오디뮴 유리는 레이저 재료로 루비를 대체할 수 있으며, 네오디뮴과 프라세오디뮴 유리는 고글의 역할을 할 수 있습니다.
네오디뮴은 희토류 산업에서 중요한 원소이며 희토류 시장을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.
사마륨은 화학 기호가 Sm이고 원자 번호가 62인 금속 원소입니다. 은백색에 중간 정도의 경도를 가지며 공기에 노출되면 산화되기 쉽습니다.
란타나이드 계열의 대표적인 화합물인 사마륨은 일반적으로 +3의 산화 상태로 존재합니다. 가장 널리 사용되는 사마륨 화합물로는 SmO, SmS, SmI2 및 SmTe가 있습니다.
사마륨은 생물학적으로 큰 영향을 미치지 않으며 약간의 독성만 나타내는 것으로 알려져 있습니다.
유로피움은 은백색을 띠는 금속 원소로, 산화하면 거의 백색의 산화물로 변합니다. 녹는점은 822°C, 끓는점은 1597°C, 밀도는 5.2434g/cm³입니다.
희토류 원소 중 유로늄은 가장 부드럽고 휘발성이 높으며 반응성이 가장 높은 금속이기도 합니다. 실온에서 공기에 노출되면 금속 광택을 잃고 빠르게 산화되어 분말로 변합니다.
유로늄은 차가운 물과 격렬하게 반응하여 수소를 생성합니다. 또한 붕소, 탄소, 황, 인, 수소 및 질소와도 반응할 수 있습니다.
유로늄은 실용적인 용도가 많습니다. 원자로 제어 및 중성자 보호 재료의 생산뿐만 아니라 원자력 산업에서 컬러 TV용 형광체 및 유로화(Eu) 레이저 재료 생산에 널리 사용됩니다.
유로늄은 지구상에서 가장 희귀한 희토류 원소 중 하나로, 함량이 1.1ppm에 불과합니다. 부드럽고 반짝이는 강철 회색 금속으로 연성과 가단성이 강해 다양한 모양으로 쉽게 가공할 수 있습니다. 모양과 촉감이 납과 비슷하지만 약간 더 무겁습니다.
가돌리늄은 원자 번호 64와 원자량 157.25의 Gd 기호로 표시되는 금속 원소입니다. 은백색의 외관을 가지고 있으며 연성이 있습니다. 이 원소는 란타나이드 연구에 크게 기여한 핀란드 과학자 가돌린의 이름을 따서 명명되었습니다.
가돌리늄은 1880년 스위스 말라야에서 처음 분리되었으며, 1886년 프랑스 화학자 부바보드랑이 순수한 형태를 제조하고 이름을 붙였습니다. 주로 모나자이트와 바스트나에사이트와 같은 광물에서 발견되며 지각에 존재하는 양은 0.000636%에 불과합니다.
가돌리늄은 의학, 산업, 원자력 기술 등의 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다.
테르븀은 란타나이드 계열의 원소이며 원자 번호 65의 화학 기호 Tb로 표시됩니다. 테르븀은 주기율표 제 6족의 그룹 III에 속하며 원소 형태는 은백색의 금속성 외관을 띠고 있습니다.
희토류 금속인 테르븀은 독성이 있으며 자연적으로 발생하는 안정 동위원소는 단 하나뿐이고 20개의 추가 방사성 동위원소를 가지고 있습니다. 육각형 결정 구조를 가지고 있으며 묽은 산에는 용해되지만 물에는 천천히 반응합니다.
테르븀은 반응성이 높기 때문에 불활성 가스로 채워진 용기나 진공 용기에 보관해야 합니다.
디스프로슘은 화학 기호 Dy로 대표되는 부드러운 은백색 금속입니다. 녹는점은 1412°C, 끓는점은 2562°C, 밀도는 8.55g/cm³입니다. 심지어 절대 영도에 가까운 초전도성을 나타낼 수 있습니다.
디스프로슘은 공기에 노출되면 비교적 안정적이지만, 고온에서 공기와 물에 의해 쉽게 산화되어 산화 디스프로슘이 형성될 수 있습니다.
디스프로슘은 디스프로슘 램프와 같은 새로운 광원 제조, 원자로의 제어 물질, 디스프로슘 화합물 형태의 정유 산업 촉매 등 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있습니다.
홀뮴은 화학 기호 호, 원자 번호 67, 원자량 164.93의 금속 원소입니다. 1878년 에르븀 흙의 스펙트럼에서 처음 발견한 발견자의 출생지인 스톡홀름의 이름을 따서 명명되었습니다. 이듬해 스웨덴의 클라이브는 화학적 방법을 사용하여 에르븀 흙에서 홀뮴을 분리했습니다.
지각에 존재하는 홀뮴의 농도는 0.000115%이며, 모나자이트와 희토류 광석에서 다른 희토류 원소와 함께 발견됩니다. 홀뮴-165는 홀뮴의 유일한 안정 동위원소입니다. 녹는점 1474°C, 끓는점 2695°C, 밀도 8.7947g/cm³의 부드럽고 연성이 있는 은백색 금속입니다.
홀뮴은 건조한 공기에서는 안정적이지만 고온에서는 빠르게 산화됩니다. 홀뮴 산화물은 알려진 가장 상자성 물질이며, 홀뮴 화합물은 새로운 강자성 물질의 첨가제로 사용될 수 있습니다. 요오드화 홀뮴은 홀뮴 램프와 같은 메탈할라이드 램프를 만드는 데 사용되며, 홀뮴 레이저는 의료 분야에서 널리 사용됩니다.
에르븀은 주기율표에서 기호 Er과 원자 번호 68을 가진 원소입니다. 란타나이드 계열에 속하며 원자량은 167.26으로 제 6족의 그룹 III B에 속합니다. 이 원소의 이름은 발견 장소인 이트륨 지구에서 유래했습니다.
에르븀 산화물은 1843년 스웨덴 과학자 모산더가 이트륨 지구에서 처음 발견했으며 1860년에 공식적으로 명명되었습니다. 지각에 함유된 에르븀의 함량은 0.000247%이며, 많은 희토류 광물에 존재합니다. 에르븀의 천연 동위원소는 162, 164, 166, 167, 168, 170의 6가지가 있습니다.
툴륨은 화학 기호 TM을 가진 은백색의 부드러운 금속입니다. 가단성이 있어 칼로 쉽게 절단할 수 있습니다. 툴륨의 녹는점은 1545°C, 끓는점은 1947°C, 밀도는 9.3208입니다.
공기 중에서 비교적 안정하며 산화물 형태는 연한 녹색 결정으로 나타납니다. 툴륨의 원자 번호는 69이고 원자량은 168.93421입니다. 이 원소의 이름은 발견된 나라에서 유래되었습니다.
툴륨은 희토류 원소 중 가장 풍부하지 않은 원소로 지각 내 농도가 100,000분의 2에 불과합니다. 주로 이트륨-인 광석과 검은 희토류 광산에서 발견됩니다. 툴륨의 유일한 안정한 천연 동위원소는 169입니다.
툴륨은 고강도 발전 광원, 레이저, 고온 초전도체 등 다양한 분야에서 다양하게 활용되고 있습니다.
이테르븀은 화학 기호 Yb, 원자 번호 70, 원자량 173.04의 금속 원소입니다. 그 이름은 이 원소가 발견된 곳에서 유래되었습니다.
지각에 존재하는 이터븀의 농도는 0.000266%입니다. 주로 이트륨-인 광석과 검은 희토류 광산에서 발견됩니다. 이터븀의 천연 동위원소는 7가지가 있습니다.
루테튬은 화학기호 루(Lu)를 가진 금속 원소입니다. 녹는점 1663°C, 끓는점 3395°C, 밀도 9.8404의 은백색 금속으로 희토류 원소 중 가장 단단하고 밀도가 높습니다. 루테튬은 공기 중에서 비교적 안정하며 산화물 형태는 산에 용해되어 해당 무색 염을 형성하는 무색 결정입니다.
루테튬은 자연 매장량이 제한되어 있지만 주로 연구 목적으로 여러 용도로 사용됩니다. 루테튬은 묽은 산에 용해되며 물과 천천히 반응합니다. 루테튬의 염은 무색이고 산화물은 흰색입니다. 루테튬의 두 가지 자연 발생 동위원소는 175Lu이며 반감기는 2.1 x 10입니다.10 년, 176Lu.
루테튬은 천연 매장량이 제한되어 있기 때문에 값비싼 원소입니다.
스칸듐은 기호 Sc와 원자 번호 21을 가진 화학 원소입니다. 부드러운 은백색의 전이 금속으로 가돌리늄 및 에르븀과 합금되기도 합니다.
스칸듐의 생산량은 매우 제한되어 있으며 지각 내 농도는 약 0.0005%입니다. 스칸듐은 일반적으로 특수 유리와 경량 내열 합금의 생산에 사용됩니다.
이트륨은 화학 기호 Y로 식별되는 회흑색 금속으로, 최초로 발견된 희토류 금속 원소이며 연성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 이트륨은 뜨거운 물과 쉽게 반응하며 묽은 산에 녹을 수 있습니다. 또한 특수 유리 및 합금 생산에 사용됩니다.
토륨은 화학 기호 Th로 식별되는 방사성 금속 원소입니다. 토륨은 중성자 충격을 받으면 우라늄-233으로 변할 수 있다는 점에서 핵연료로서의 잠재력을 지니고 있습니다. 토륨은 부드러운 질감과 회색 광택을 지니고 있으며 활성 화학적 특성이 특징입니다. 토륨은 지각 전체에 널리 분포되어 있으며 원자력 분야의 잠재적 응용 분야로 유망한 에너지 물질로 간주됩니다.
하프늄은 화학 기호 Hf, 원자 번호 72, 원자량 178.49의 금속 원소입니다. 순수한 형태에서는 반짝이는 은회색 전이 금속으로 나타납니다. 자연에서 발견되는 하프늄의 안정 동위원소는 하프늄-174, 하프늄-176, 하프늄-177, 하프늄-178, 하프늄-179, 하프늄-180의 6가지가 있습니다.
하프늄은 비교적 반응성이 낮으며 묽은 염산, 묽은 황산 또는 강알칼리 용액과 반응하지 않습니다. 그러나 불산과 아쿠아 레지아에는 용해됩니다. 지각에 존재하는 하프늄의 농도는 0.00045%로 비교적 낮습니다. 자연에서 지르코늄과 함께 발견되는 경우가 많습니다.
실리콘은 이전 이름인 실리큠으로도 알려져 있으며, 기호 Si로 표시되는 화학 원소입니다. 원자 번호는 14이고 상대 원자 질량은 28.0855이며, 비정질 실리콘과 결정질 실리콘의 두 가지 형태로 존재합니다.
주기율표에서 실리콘은 제 3족에 위치하며 그룹 IVA의 금속 원소로 분류됩니다. 실리콘은 우주에서 8번째로 풍부하게 존재하는 원소입니다.
풍부한 양에도 불구하고 순수한 실리콘은 자연에서 매우 드뭅니다. 일반적으로 암석, 자갈, 먼지 등에 존재하는 복합 규산염이나 실리카에서 발견됩니다.
실리콘은 지구 지각에서 두 번째로 풍부한 원소로, 전체 질량의 26.4%를 차지합니다. 산소는 지각의 49.4%를 구성하는 가장 풍부한 원소입니다.
셀레늄은 비금속 화학 기호 Se로 표시되는 원소입니다. 셀레늄은 원소 주기율표(원소 34번)에서 네 번째 주기율표의 VIa족에 속합니다. 셀레늄은 감광성 물질, 전해 망간 산업의 촉매제, 동물의 필수 영양소, 식물의 유익한 영양소 등 다양한 용도로 사용됩니다.
자연에서 셀레늄은 무기 셀레늄과 식물 활성 셀레늄의 두 가지 형태로 존재합니다. 무기 셀레늄은 금속 침전물 부산물에서 얻은 셀레나이트 나트륨과 셀레네이트 나트륨으로 구성됩니다.
반면에 식물 활성 셀레늄은 생체 변환을 통해 셀레늄과 아미노산이 결합하여 생성됩니다. 셀레노메티오닌의 형태로 존재하는 경우가 많습니다.
셀레늄은 화학 기호 Se로 표시되는 비금속 원소입니다. 원소 주기율표의 VIa족에 속하며 원소 34족으로 네 번째 주기율표에 위치합니다. 셀레늄은 감광성 물질, 전해 망간 산업의 촉매, 동물의 필수 영양소 및 식물의 유익한 영양소로 사용되는 등 다양한 용도로 사용됩니다.
자연에서 셀레늄은 무기 셀레늄과 식물 활성 셀레늄의 두 가지 형태로 존재합니다. 무기 셀레늄은 금속 침전물에서 부산물로 얻어지며 셀레나이트 나트륨과 셀레네이트 나트륨을 포함합니다.
반면에 식물 활성 셀레늄은 셀레늄과 아미노산을 결합하여 생체 변환을 통해 생성됩니다. 일반적으로 셀레노메티오닌의 형태로 발견됩니다.
비소(As)라고도 하는 비소는 원소 주기율표에서 4족 VA에 속하는 비금속 원소입니다. 원자 번호는 33이며 회색, 검은색, 노란색 비소의 세 가지 동소체 형태로 존재합니다.
비소는 자연계에 널리 퍼져 있으며 많은 비소 함유 미네랄이 발견되었습니다. 비소와 그 화합물은 살충제, 제초제, 살충제 및 합금을 포함하여 다양한 용도로 사용됩니다. 하지만 비소의 화합물인 삼산화비소는 독성이 매우 강합니다.
기호 B로 표시되는 붕소는 지각에 존재하는 농도가 0.001%에 불과한 화학 원소입니다. 일반적으로 검은색 결정 구조를 가진 검은색 또는 은회색 고체 형태로 발견되며 다이아몬드 다음으로 경도가 높지만 질감이 부서지기 쉽습니다.
붕소가 다른 원소와 차별화되는 점은 전자 결핍으로 인해 수화물의 배위수가 비정상적으로 높다는 점입니다. 그 결과, 붕소는 가장 복잡한 원소 수화물을 가지고 있습니다.
Ra로 표시되는 라듐은 원소 주기율표에서 원자 번호가 88번인 7족 IIA 그룹에 속하는 방사능이 강한 원소입니다.
순수한 라듐 금속은 거의 무색이지만 공기 중의 질소와 반응하여 검은색 질화 라듐(Ra3N2)을 형성합니다.
라듐의 모든 동위원소는 강한 방사능을 나타내며, 라듐-226은 가장 안정적인 동위원소입니다. 반감기는 약 1600년이며 라돈-222로 붕괴됩니다.
라듐이 붕괴하면 형광 물질을 발광하게 하는 전리 방사선이 생성됩니다.
퀴리 부인은 과학에 큰 공헌을 한 라듐을 발견한 공로를 인정받았습니다.
프랑슘은 화학 기호 Fr로 표시되는 방사성 원소이며 원자 번호는 87입니다. 악티늄-227의 알파 붕괴를 통해 형성되며 자연에서 소량으로 발견됩니다.
현재 알려진 21개의 프랑슘 동위원소는 모두 방사성이며 반감기가 매우 짧습니다. 이 중 프랑슘-223은 반감기가 21분으로 가장 길고 베타 입자를 방출합니다. 상대적으로 반감기가 긴 다른 세 가지 동위원소는 프랑슘-212, 프랑슘-222, 프랑슘-221로 반감기가 각각 19.3분, 14.8분, 4.8분입니다.
폴로늄은 화학 기호가 Po이고 원자 번호가 84인 인간에게 알려진 가장 희귀한 원소 중 하나입니다. 지각에 존재하는 폴로늄의 농도는 약 100조 분의 1이며 주로 인공 합성을 통해 얻을 수 있습니다.
은백색의 금속인 폴로늄은 어둠 속에서 빛을 발합니다. 1898년 저명한 과학자 퀴리 부인과 그녀의 남편 피에르 퀴리에 의해 발견되었으며 퀴리 부인의 고향인 폴란드의 이름을 따서 명명되었습니다.
폴로늄은 또한 세계에서 가장 독성이 강한 물질 중 하나로 알려져 있습니다.
우라늄은 원자 번호 92, 기호 U를 가진 원소로 자연 발생 원소 중 가장 무거운 원소입니다.
자연에서 발견되는 우라늄에는 세 가지 동위원소가 있는데, 모두 방사성이며 반감기가 수십만 년에서 45억 년에 이르는 매우 긴 반감기를 가지고 있습니다.
플루토늄은 원자 번호 94와 기호 Pu를 가진 방사성 원소입니다. 플루토늄은 원자력 산업의 중요한 원료이며 핵연료 및 핵무기의 핵분열 물질로 사용되는 등 다양한 용도로 사용됩니다. 나가사키에 투하된 원자폭탄의 핵은 플루토늄으로 만들어졌습니다. 플루토늄은 1940년 12월 미국 국립연구소에서 처음 합성되었습니다.
철 금속은 철을 주성분으로 하는 금속이고, 비철 금속은 철을 주성분으로 하지 않는 금속입니다. 이러한 구성의 차이로 인해 이 두 종류의 금속은 서로 다른 성질과 특성을 지니게 됩니다.
세계에서 가장 일반적으로 사용되는 금속은 철입니다. 철은 강도, 내구성, 저렴한 비용으로 인해 건설, 운송, 제조 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 다른 금속으로는 알루미늄, 구리, 강철 등이 있습니다.
그리고 가장 강한 금속 알려진 것은 현재 텅스텐인장 강도가 최대 1,510메가파스칼(MPa)에 달하며 울프람으로도 알려져 있습니다. 텅스텐은 금속 중 녹는점이 가장 높고 내식성이 뛰어나 항공우주, 방위, 전자 등 다양한 산업 분야에서 높은 가치를 인정받고 있습니다. 하지만 탄소 나노튜브나 그래핀처럼 텅스텐보다 인장 강도가 높은 다른 소재도 있지만 금속은 아닙니다.
현재 세계에서 가장 비싼 금속은 로듐입니다. 2023년 3월 현재 로듐은 트로이온스당 약 $20,000에 거래되고 있으며, 금보다 10배 이상 비쌉니다. 로듐은 희귀한 은백색 금속으로 주로 자동차 및 기타 산업 분야의 촉매 변환기, 보석 및 기타 장식용 제품에 사용됩니다. 다른 고가의 금속으로는 백금, 금, 팔라듐 등이 있습니다.
자성 금속은 철, 니켈, 코발트, 강철, 스테인리스강, 희토류 금속으로 구성됩니다. 이 중 특정 물질은 영구적인 자성을 나타내는 반면, 스테인리스 스틸과 같은 다른 물질은 특정 화학 성분을 가지고 있을 때만 자성을 나타냅니다.
Iron
철은 가장 강력한 강자성 금속으로 지구에 자기장을 부여하는 역할을 합니다. 철은 지구의 핵을 구성하는 중요한 요소입니다.
니켈
니켈은 강자성 특성을 가진 일반적인 자성 금속이기도 합니다. 니켈은 항상 동전을 만드는 데 사용되어 왔습니다.
코발트
코발트는 강자성 금속으로, 뛰어난 자기 특성으로 인해 지난 세기 동안 널리 사용되어 왔습니다. 연자석과 경자석을 모두 제작하는 데 적합합니다.
Steel
강철은 철분 함량으로 인해 강자성을 띠기 때문에 자석에 자주 끌립니다. 또한 강철은 영구 자석을 생산할 수 있습니다.
스테인리스 스틸
스테인리스 스틸은 합금강 크롬을 첨가하여 만듭니다. 일부 스테인리스강은 자성을 띠는 반면, 그렇지 않은 스테인리스강도 있습니다. 페라이트계 및 마르텐사이트계 스테인리스강의 자기 특성은 그 구성과 분자 구조에 영향을 받습니다.
니켈 함량은 스테인리스 스틸의 종류에 따라 자성 특성의 차이를 설명하는 주요 요인입니다.
희토류 금속
스테인리스 스틸은 기본 금속에 크롬을 첨가하여 만든 합금강입니다. 그러나 모든 종류의 스테인리스강이 자성을 띠는 것은 아니며, 페라이트계 및 마르텐사이트 스테인리스 스틸 는 화학 성분과 분자 구조의 결과입니다.
스테인리스 스틸에 존재하는 니켈의 양은 스테인리스 스틸의 종류에 따라 자기적 특성이 달라지는 주요 요인입니다.
주기율표에서 자성을 띠는 금속은 극히 일부에 불과합니다. 반면 알루미늄, 금, 은, 구리 등 일반적으로 사용되는 대부분의 금속은 비자성입니다.
A알루미늄
알루미늄의 결정 구조는 리튬 및 마그네슘의 결정 구조와 유사하여 비자성 금속입니다. 세 가지 재료는 모두 상자성 금속으로 분류됩니다.
Gold
다른 금속과 마찬가지로 금은 반자성 금속으로, 강한 자석에 약간의 자기 인력이 있습니다. 이 특성은 금을 포함한 모든 반자성 금속에서 공통적으로 나타납니다.
Silver
은은 또 다른 비자성 금속입니다. 은의 반자성은 은을 비자성 금속으로 만듭니다.
Copper
구리는 본질적으로 자성을 띠지는 않지만 와전류를 생성하는 등 여러 가지 방식으로 자석과 상호작용할 수 있습니다. 발전소는 이러한 구리의 특성을 활용하여 전기를 생산합니다.
중금속에는 수은, 납, 카드뮴, 금, 은, 구리, 철이 포함됩니다.
중금속은 밀도가 4.5g/cm3 이상인 금속입니다. 중금속은 생분해에 매우 강하고 먹이사슬에 축적되어 환경에 100배 이상 농축될 수 있습니다.
중금속이 음식을 통해 인체에 유입되면 정상적인 생리 기능을 방해하고 건강에 위협이 될 수 있습니다. 이러한 유형의 중금속을 독성 중금속이라고 합니다.
환경 오염 측면에서 중금속은 주로 수은, 카드뮴, 납, 크롬, 금속 비소 등 생물학적 독성이 큰 중금속 원소를 말합니다.
중금속은 인체 내 단백질 및 효소와 강력하게 상호작용하여 효소를 비활성 상태로 만들 가능성이 있습니다. 또한 특정 장기에 축적되어 만성 중독을 일으킬 수 있습니다.
세계에서 가장 귀한 금속은 플루토늄으로 온스당 미화 $113400달러입니다..
플루토늄은 원자력 발전소의 연료 펠릿 생산에 사용되는 방사성 금속이자 핵무기 제조의 원료이기도 합니다.
플루토늄은 왜 그렇게 비싼가요?
플루토늄은 일반적으로 자연 상태의 우라늄 광석에서 소량으로 발견되는 희귀 원소입니다. 그러나 대부분의 플루토늄은 원자로에서 우라늄을 조사하여 원자력 산업의 부산물로 생산됩니다. 이 과정을 통해 연간 약 20톤의 플루토늄이 생성되는 것으로 추정됩니다.
플루토늄은 원자력, 무기, 과학 연구 등 그 용도가 제한되어 있고 잘못 취급할 경우 인간에게 잠재적인 위험을 초래할 수 있기 때문에 엄격한 규제를 받고 있으며 구하기도 어렵습니다. 또한 플루토늄을 확보하는 데 상당한 비용이 들 수 있습니다.
알루미늄은 지구 지각에서 가장 농도가 높은 금속 원소로 전체의 7.73%를 차지합니다. 칼슘은 인체에서 가장 농도가 높은 금속 원소로, 구성 성분의 1.5%를 차지합니다. 철은 현재 전 세계에서 연간 생산량이 가장 많은 금속입니다.
수소는 밀도가 가장 낮은 금속으로, 2016년 1월 에든버러 대학교의 과학자들이 처음으로 금속 수소를 생산한 후 가장 가벼운 금속이 되었습니다. 오스뮴은 밀도가 22.48 × 10³ kg/m³로 모든 금속 중 가장 높은 밀도를 가지고 있습니다.
크롬은 가장 단단한 금속으로 모스 경도 약 9인 반면, 세슘은 약 0.5의 모스 경도를 가진 가장 부드러운 금속입니다. 은은 가장 전도성이 높은 금속입니다.
티타늄은 고속 항공기 제조에 가장 중요한 금속으로 간주되며 과학자들 사이에서 '21세기의 금속' 또는 '미래의 강철'로 불립니다. 우라늄은 바닷물에서 발견되는 가장 큰 방사성 원소로, 육상 우라늄 광산의 총 매장량은 200만 톤, 해양의 총 우라늄 양은 400만 톤으로 추정됩니다.
주석은 안정 동위원소가 10개로 가장 많은 반면 나트륨은 안정 동위원소인 Na-23이 하나뿐입니다.
금은 가장 가단성이 좋은 금속으로 1/10000mm의 얇은 판으로 만들 수 있습니다. 플래티넘은 가장 연성이 좋은 금속으로 직경 1/5000mm의 얇은 와이어로 만들 수 있습니다.
텅스텐은 녹는 온도가 3410℃로 모든 금속 중 녹는점이 가장 높고, 수은은 -38.8℃에서 녹는 가장 낮은 녹는점을 가지고 있습니다. 갈륨은 녹는점(30℃)과 끓는점(2403℃)의 차이가 가장 큰 금속입니다. 프랑슘은 지각에서 가장 낮은 농도로 톤당 37 × 10-13g, 즉 약 1 × 10-21%의 함량에 불과합니다.
세슘은 빛에 가장 잘 반응하는 금속이며 가장 큰 전류를 생성합니다. 세슘 표면에 조명을 비추면 전자가 에너지를 얻어 표면을 빠져나가 광전류가 발생합니다. 세슘은 또한 모든 금속 중에서 가장 큰 금속 특성을 가지고 있습니다.
캘리포니아는 세계에서 가장 비싼 금속으로, 그램당 가격이 미화 1달러 4천만 달러로 금보다 50만 배 이상 비쌉니다. 철은 가장 저렴한 금속입니다.
니오븀은 가장 실용적인 초전도 원소로 -263.9℃로 냉각하면 저항이 거의 없는 초전도체가 됩니다. 팔라듐은 기체를 흡수하는 능력이 가장 뛰어난 원소로, 콜로이드 팔라듐 한 부피는 최대 1,200 부피의 수소를 흡수할 수 있습니다.
금속을 보거나 취급하는 것만으로 독성이 있는지 항상 알 수 있는 것은 아닙니다. 일부 금속은 특정 형태나 특정 농도에서 독성이 있는 반면, 다른 금속은 전혀 독성이 없을 수도 있습니다.
금속의 독성은 금속의 형태(예: 고체, 액체, 기체), 노출 농도 또는 용량, 노출 경로(예: 흡입, 섭취, 피부 접촉) 등의 요인에 따라 달라집니다.
금속의 독성을 확인하려면 물질안전보건자료(MSDS) 또는 기타 안전 가이드라인과 같은 신뢰할 수 있는 출처를 참조하는 것이 중요합니다. 이러한 출처는 금속과 관련된 위험 및 예방 조치에 대한 정보와 안전한 취급, 보관 및 폐기에 대한 지침을 제공합니다.
또한 금속을 다룰 때는 장갑, 고글, 마스크와 같은 보호 장비를 착용하고 가능한 한 금속과 직접 접촉하지 않는 등 적절한 안전 절차를 따르는 것이 중요합니다.
주기율표에 알려진 118개의 원소 중 약 90개가 금속으로 간주됩니다. 정확한 수는 금속과 비금속 특성을 모두 가진 경계 원소를 어떻게 분류하느냐에 따라 달라집니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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