금속 : 역사, 속성, 유형, 용도, 예 - 화학 - 2026

금속은 주기율표의 비금속 수소의 예외와 함께, 좌측에있는 요소의 그룹에 의해 형성된다. 금속은 화학 원소의 약 75 %를 구성하므로 자연의 상당 부분이 금속이라고 할 수 있습니다.

인류가 선사 시대에 처음 가공 한 금속은 금,은, 구리, 주석, 납, 철이었습니다. 이는 원래 상태에 있거나 유용한 개체를 만들기 위해 처리하기 쉽기 때문입니다.

파란색의 금속 요소. 녹색의 메탈 로이드와 갈색의 비금속

바위와 광물 더미에서 반짝이는 은색 몸체를 추출 할 수 있다는 것은 마법처럼 보입니다 (특정 중요하고 뛰어난 예외 사항 포함). 보크 사이트 (bauxite)와 알루미늄의 경우는 점토 암석에서이 환원 된 금속은 시트 나 은색 종이로 얻어집니다.

금속은 산업의 틀입니다. 케이블, 원자로, 장치, 컨테이너는 어떤 식 으로든 금속과 합금으로 구성됩니다.

최초의 동전, 무기, 도구, 갑옷은 금속으로 만들어졌고 나중에 자동차, 자전거, 보트, 비행기, 컴퓨터 등 현대 생활의 다른 필수 물건을 만드는 데 사용되었습니다.

역사

구리 시대

야금 확장-출처 : Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International 라이센스에 따른 Metallurgical diffuse.svg

기원전 9000 년, 사람이 구리를 망치로 치면 강도와 저항이 증가하여 칼을 만드는 데 사용된다는 사실을 발견했을 때 최초의 단조 구리 금속 물체가 근동에서 만들어졌습니다. 이것이 바로 구리 시대입니다.

구리는 코르 벨 라이트와 말라카이트 (BC 4000-3000)와 같은 청색 광물을 가열하여 얻을 수 있다는 것이 발견되었습니다.

백석기 시대는 청동기 시대 이전의 기간으로 기원전 5,000-3,000 년에 해당합니다. 사람은 구리 산화물에서 단조 된 구리를 얻기 위해 구리의 융해 및 제련 실험을 시작했습니다.

청동기 시대 (기원전 3,000-1,500 년)

청동기 시대의 자료-출처 : Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International 라이센스에 따른 Gaguilella.

인간은 아마도 우연히 근동에서 청동을 얻기 위해 처음에는 구리와 비소로 합금을 만들고 나중에는 구리와 주석으로 합금을 만들기 시작했을 것입니다.

이시기에 해당하는 청동 제품에는 구리 87 %, 주석 11 %, 소량의 철, 비소, 니켈, 납 및 안티몬이 포함되어 있습니다.

철기 시대 (기원전 700 년)

그 남자는 근동에서 단철 생산을 위해 단동 생산 경험을 사용했습니다. 같은 기간 이탈리아에서 에트루리아 분말의 과립 화가 발생했습니다.

철과 탄소의 합금 인 강철의 가장 초기 생산은 아나톨리아 (기원전 1800 년)의 고고학 유적지에서 금속 조각으로 나타났습니다.

서기 1122 년경, 알려지지 않은 날짜와 장소에 주철이 도입되었습니다. 1440 년에 중국 베이징의 대종이 생산되었습니다. 거의 3 세기 후인 1709 년에 코크스를 연료 재료로 사용하여 용철이 생산됩니다.

1779 년에 주철은 영국에서 건축 자재로 사용되었습니다. 1855 년에 Henry Bessenir는 연강을 얻기 위해 선철을 원료로 사용했습니다. English Clark and Wood (1872)는 현재 스테인리스 강으로 간주되는 합금의 특허를 받았습니다.

금속의 물리적 특성

이 고대 종의 청동은 장식용 또는 종교적 목적으로 금속의 유용성을 보여줍니다. 출처 : Pxhere.

금속의 물리적 특성 중 일부는 다음과 같습니다.

-금속은 외관상 광택이 있고 빛을 반사 할 수 있습니다.

-일반적으로 그들은 전기와 열의 좋은 전도체입니다.

-녹는 점과 끓는점이 높습니다.

-가단성이 있습니다. 즉, 두드려서 얇은 시트를 만들 수 있습니다.

-그들은 연성이므로 매우 작은 직경의 와이어 또는 섬유를 제조 할 수 있습니다.

-상온에서 액체 인 수은과 손 사이로 꽉 쥐는 것만으로 녹는 갈륨을 제외하고는 고체 상태로 제공됩니다. 다음 이미지에서 수은 용기를 볼 수 있습니다.

-그들은 불투명 한 몸체이며 얇은 시트는 빛이 교차하지 않습니다.

-칼로자를 수있는 나트륨과 칼륨을 제외하고는 매우 단단합니다.

-그들은 밀도가 높으며 오스뮴과 이리듐이 가장 밀도가 높고 리튬이 밀도가 가장 낮습니다.

금속의 화학적 성질

금속의 화학적 특성 중 일부는 다음과 같습니다.

-그들은 전자를 잃고 금속 양이온 M ^{n +를} 형성하는 경향이 있습니다 . 여기서 n은 산화 수를 나타내며 알칼리 및 알칼리 토금속의 경우에만 원자가 수와 일치합니다.

-전기 음성도가 낮습니다.

-부식 및 산화 손상을 경험합니다.

-산소와 반응 할 때 염기성 산화물 형성. 이러한 산화물은 물과 결합 될 때 금속 수산화물을 형성합니다. 금속 산화물은 산과 반응하여 염과 물을 형성합니다.

-전자를 포기하기 때문에 좋은 환원제입니다.

금속 유형

금속은 다음과 같이 분류됩니다 : 알칼리, 알칼리 토류, 후천이, 과도기 및 소위 희토류.

알칼리 금속

그들은 쉽게 산화되기 때문에 일반적으로 자연에서 무료로 발견되지 않습니다. 그들은 외부 궤도 껍질에 suborbital s ¹ 을 가지고 있으므로 +1 산화 상태를 갖습니다. 물과 발열 반응을 일으켜 강하게 환원되는 금속입니다.

알칼리 토금속

가단성 및 연성 금속입니다. 이 그룹의 원소의 원자는 s ² 배열 을 가지므로 두 전자를 포기할 수 있으며 산화 상태는 +2입니다. 베릴륨을 제외하고 공기에 노출되면 산화 될 수 있습니다.

전이 후 금속

그들은 주기율표에서 전이 금속과 준 금속 사이에 위치한 소위 p 블록의 금속입니다.

그룹 3의 원소는 산화 상태 +1 및 +3이 가장 일반적이지만 알루미늄은 산화 상태 +3 만 있습니다. 또한 전이 후 금속의 일부는 그룹 14 및 15에 있습니다.

전이 금속 d

그들은 염기 형성 요소와 산 형성 요소 사이에서 발견되는 그룹을 형성합니다. d 및 f 원자 궤도는 불완전하고 채워져 있습니다. 용어 전이 금속은 전이 금속을 의미하지만 d.

전이 금속은 하나 이상의 산화 상태를 갖습니다. 그들은 다른 금속 그룹보다 녹는 점과 끓는점이 더 높습니다. 전이 금속은 철, 크롬,은 등을 포함하는 매우 이질적인 금속 그룹입니다.

희토류

희토류 광석

이 금속 그룹은 스칸듐 및 이트륨 원소와 일련의 란타나 이드 및 악티늄 족 원소로 구성됩니다. '희토류'라는 용어는 순수한 상태에서 자연에서 발견되지 않고 산에 의해 공격받을 수 있다는 사실을 나타냅니다.

응용

알칼리 금속

리튬은 일부 원자로에서 열 전달 매체로 사용됩니다. 일부 건전지 및 축전지에 사용됩니다. 염화 리튬 및 브롬화 리튬은 산업용 건조 및 공조 공정에 사용되는 흡습성 화합물입니다.

나트륨은 티타늄 및 지르코늄과 같은 금속 야금에 사용됩니다. 나트륨 아크 램프의 공공 조명에 사용됩니다. 염화나트륨 (NaCl)은 식품 향료 및 육류 보존에 사용됩니다.

알칼리 토금속

마그네슘은 플래시 라이트와 불꽃 놀이로 사진에 사용되었습니다. 바륨은 전자를 방출하는 원소가 쉽기 때문에 점화 플러그에 사용되는 합금의 구성 요소입니다. 바륨 염은 위장관의 판에 대한 X- 선 손상을 제한하는 데 사용됩니다.

칼슘은 용융 금속에서 용해 된 불순물을 제거하고 진공관에서 폐가스를 제거하는 데 사용됩니다. 그것은 건축 및 골절 치료에 사용되는 재료 인 석고의 일부입니다.

전이 후 금속

알루미늄은 경량 금속이기 때문에 항공기와 선박의 건설에 사용됩니다. 또한 수많은 주방 용품 생산에도 사용됩니다. 발한을 제한하는 탈취제 제조의 원료로 사용됩니다.

갈륨은 고온 트랜지스터 및 온도계에 사용됩니다. ⁶⁷ Ga 동위 원소 는 일부 흑색 종을 치료하기 위해 의학에서 사용됩니다. 납은 배터리 구성 및 전리 방사선으로부터 보호하는 데 사용됩니다.

전이 금속

구리는 급수관, 냉장고 및 에어컨 시스템에 사용됩니다. 컴퓨터의 방열 메커니즘의 일부로도 사용됩니다. 그것은 전류의 전도, 전자석 및 안경 착색에 사용됩니다.

니켈은 스테인레스 스틸을 만드는 데 사용되며 기타 줄 및 충전식 배터리에도 사용됩니다. 또한 금속 보호를위한 전기 도금에도 사용됩니다. 밸브, 베어링 및 브레이크와 같은 자동차 부품에서 발견되는 합금에 사용됩니다.

니켈은 오랫동안 동전을 만드는 데 사용되었습니다.

아연은 황동 생산에서 금속을 부식으로부터 보호하는 데 사용됩니다. 산화 아연과 황산 아연은 지붕, 홈통, 빗물 홈통에 사용되는 시트 제조에 사용됩니다.

크롬은 금속을 부식으로부터 보호하고 빛을 발하는 데 사용됩니다. 암모니아 (NH ₃ ) 의 합성 반응에서 촉매로 사용됩니다 . 산화 크롬은 목재를 보호하는 데 사용됩니다.

희토류

Scandium은 항공 우주 부품 용 알루미늄 합금에 사용됩니다. 수은 증기 램프의 첨가제입니다.

란탄은 내 알칼리성, 고 굴절률 유리에 사용됩니다. 또한 카메라 렌즈 제조 및 정유 공장의 촉매 분해 촉매로 사용됩니다.

세륨은 화학 산화제로 사용됩니다. 또한 유리 및 세라믹에 노란색 착색을 공급할뿐만 아니라 자동 세척 오븐용 촉매로도 사용됩니다.

금속 원소의 예

알칼리성

나트륨 (Na), 칼륨 (K), 세슘 (Cs), 리튬 (Li) 및 루비듐 (Ru).

알칼리성 흙

베릴륨 (Be), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba) 및 라듐 (Ra).

전환 후

알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga), 인듐 (In), 탈륨 (Tl), 주석 (Sn) 및 납 (Pb).

과도기

티타늄 (Ti), 바나듐 (V), 크롬 (Cr), 망간 (Mn), 철 (Fe), 코발트 (Co), 니켈 (Ni), 구리 (Cu), 아연 (Zn), 지르코늄 (Zr), 니오븀 (Nb), 몰리브덴 (Mo), 팔라듐 (Pd),은 (Ag), 텅스텐 (W), 레늄 (Re), 오스뮴 (Os), 이리듐 (Ir),

백금 (Pt), 금 (Au) 및 수은 (Hg).

희토류

스칸듐 (Sc), 이트륨 (Y), 란탄 (La), 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 홀뮴 (Ho), 에르븀 (Er), 툴륨 (Tm), 이테르븀 (Yb) 및 루테튬 (Lu).

참고 문헌

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
2. Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 10 월 5 일). 금속 대 비금속. 출처 : thoughtco.com
4. 금속 및 그 특성-물리적 및 화학적. . 출처 : csun.edu
5. 조나단 메이스. (2019). 18 개의 다른 금속 유형 (사실 및 용도). 출처 : makeitfrommetal.com