알칼리 금속: 두 판 사이의 차이

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[[파일:Johann Wolfgang Döbereiner.jpg|섬네일|150px|left|[[요한 볼프강 되베라이너]]는 알칼리 금속으로 알려진 원소 사이의 유사성을 최초로 발견한 사람이다.]]
[[파일:Johann Wolfgang Döbereiner.jpg|섬네일|150px|left|[[요한 볼프강 되베라이너]]는 알칼리 금속으로 알려진 원소 사이의 유사성을 최초로 발견한 사람이다.]]
[[페탈라이트]]([[리튬|Li]][[알루미늄|Al]][[규소|Si]]<sub>4</sub>[[산소|O]]<sub>10</sub>)는 1800년 [[브라질]]의 화학자 [[조제 보니파시우 지 안드라다]]가 [[스웨덴]] [[우퇴섬]]의 광산에서 발견했다.<ref name=mindat>{{웹 인용|url=http://www.mindat.org/min-3171.html |title=Petalite: Petalite mineral information and data |last1=Ralph |first1=Jolyon |last2=Chau |first2=Ida |date=24 August 2011 |access-date=27 November 2011}}</ref><ref name=webelementshistory>{{웹 인용|url=http://www.webelements.com/lithium/history.html|title=WebElements Periodic Table of the Elements {{pipe}} Lithium {{pipe}} historical information |last=Winter |first=Mark |access-date=27 November 2011}}</ref><ref name=discovery>{{서적 인용|title=Discovery of the Elements |last=Weeks |first=Mary|year=2003 |page=124 |publisher=Kessinger Publishing |location=Whitefish, Montana, United States |isbn=978-0-7661-3872-8 |url=https://books.google.com/books?id=SJIk9BPdNWcC|access-date=10 August 2009}}</ref> 하지만 1817년이 되어서야 화학자 [[옌스 야코브 베르셀리우스]]의 실험실에서 일하던 [[요한 아우구스트 아르프베손]]이 페탈라이트 광석을 분석하여 새로운 원소의 존재를 감지했다.<ref name=uwis>{{웹 인용|url=http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL/BIOS/arfwdson.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/20080605152857/http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL/BIOS/arfwdson.htm |archive-date=5 June 2008 |title=Johan Arfwedson |access-date=10 August 2009}}</ref><ref name=vanderkrogt>{{웹 인용|publisher= Elementymology & Elements Multidict|title= Lithium |first= Peter|last= van der Krogt|url= http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Li|access-date= 5 October 2010}}</ref> 이 새로운 원소는 나트륨과 칼륨과 유사한 화합물을 형성하지만, [[탄산 리튬|탄산염]]과 [[수산화 리튬|수산화물]]은 다른 알칼리 금속보다 물에 덜 녹고 알칼리성은 더 강한 점에 주목했다.<ref name=compounds>{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/compounds.html|title=Compounds of the Group 1 Elements |access-date=10 August 2009 |last=Clark |first=Jim |year=2005 |work=chemguide}}</ref> 베르셀리우스는 식물의 재에서 발견된 칼륨, 동물의 피에 풍부한 나트륨과 달리 단단한 광물에서 발견된 것을 반영하여, 이 미지의 물질의 이름을 "돌"을 뜻하는 그리스어 {{lang|el|λιθoς}}(lithos)에서 유래한 "리(lithion)/리티나(lithina)"라 지었다. 이 물질 안에 있는 금속의 이름을 리튬(lithium)이라고 지었다.<ref name=krebs>{{서적 인용|last= Krebs|first= Robert E.|year= 2006|title= The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide|publisher= Greenwood Press|location= Westport, Conn.|isbn= 978-0-313-33438-2}}</ref><ref name=webelementshistory /><ref name=vanderkrogt /> 리튬, 나트륨, 칼륨은 1850년 [[요한 볼프강 되베라이너]]가 발견한 원소의 [[주기율표|주기성]], 즉 비슷한 성질을 가지고 있다고 지적한 동일한 [[족 (주기율표)|족]]의 원소 중 하나이다.<ref name="meta-synthesis2" />
[[페탈라이트]]([[리튬|Li]][[알루미늄|Al]][[규소|Si]]<sub>4</sub>[[산소|O]]<sub>10</sub>)는 1800년 [[브라질]]의 화학자 [[조제 보니파시우 지 안드라다]]가 [[스웨덴]] [[우퇴섬]]의 광산에서 발견했다.<ref name=mindat>{{웹 인용|url=http://www.mindat.org/min-3171.html |title=Petalite: Petalite mineral information and data |last1=Ralph |first1=Jolyon |last2=Chau |first2=Ida |date=24 August 2011 |access-date=27 November 2011}}</ref><ref name=webelementshistory>{{웹 인용|url=http://www.webelements.com/lithium/history.html|title=WebElements Periodic Table of the Elements {{pipe}} Lithium {{pipe}} historical information |last=Winter |first=Mark |access-date=27 November 2011}}</ref><ref name=discovery>{{서적 인용|title=Discovery of the Elements |last=Weeks |first=Mary|year=2003 |page=124 |publisher=Kessinger Publishing |location=Whitefish, Montana, United States |isbn=978-0-7661-3872-8 |url=https://books.google.com/books?id=SJIk9BPdNWcC|access-date=10 August 2009}}</ref> 하지만 1817년이 되어서야 화학자 [[옌스 야코브 베르셀리우스]]의 실험실에서 일하던 [[요한 아우구스트 아르프베손]]이 페탈라이트 광석을 분석하여 새로운 원소의 존재를 감지했다.<ref name=uwis>{{웹 인용|url=http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL/BIOS/arfwdson.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/20080605152857/http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL/BIOS/arfwdson.htm |archive-date=5 June 2008 |title=Johan Arfwedson |access-date=10 August 2009}}</ref><ref name=vanderkrogt>{{웹 인용|publisher= Elementymology & Elements Multidict|title= Lithium |first= Peter|last= van der Krogt|url= http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Li|access-date= 5 October 2010}}</ref> 이 새로운 원소는 나트륨과 칼륨과 유사한 화합물을 형성하지만, [[탄산 리튬|탄산염]]과 [[수산화 리튬|수산화물]]은 다른 알칼리 금속보다 물에 덜 녹고 알칼리성은 더 강한 점에 주목했다.<ref name=compounds>{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/compounds.html|title=Compounds of the Group 1 Elements |access-date=10 August 2009 |last=Clark |first=Jim |year=2005 |work=chemguide}}</ref> 베르셀리우스는 식물의 재에서 발견된 칼륨, 동물의 피에 풍부한 나트륨과 달리 단단한 광물에서 발견된 것을 반영하여, 이 미지의 물질의 이름을 "돌"을 뜻하는 그리스어 {{lang|el|λιθoς}}(lithos)에서 유래한 "리(lithion)/리티나(lithina)"라 지었다. 이 물질 안에 있는 금속의 이름을 리튬(lithium)이라고 지었다.<ref name=krebs>{{서적 인용|last= Krebs|first= Robert E.|year= 2006|title= The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide|publisher= Greenwood Press|location= Westport, Conn.|isbn= 978-0-313-33438-2}}</ref><ref name=webelementshistory /><ref name=vanderkrogt /> 리튬, 나트륨, 칼륨은 1850년 [[요한 볼프강 되베라이너]]가 발견한 원소의 [[주기율표|주기성]], 즉 비슷한 성질을 가지고 있다고 지적한 동일한 [[족 (주기율표)|족]]의 원소 중 하나이다.<ref name="meta-synthesis2">{{웹 인용|url=http://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?Button=pre-1900+Formulations |title=The Internet Database of Periodic Tables |last=Leach|first=Mark R. |date=1999–2012 |work=meta-synthesis.com |access-date=6 April 2012}}</ref>


[[파일:Lepidolite-76774.jpg|섬네일|upright|alt=레피돌라이트 표본|[[레피돌라이트]]는 루비듐이 처음 분리된 루비듐 광물이다.]]
[[파일:Lepidolite-76774.jpg|섬네일|upright|alt=레피돌라이트 표본|[[레피돌라이트]]는 루비듐이 처음 분리된 루비듐 광물이다.]]
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[[파일:Mendelejevs periodiska system 1871.png|섬네일|500px|1871년 제안된 [[드미트리 멘델레예프]]의 주기율표. 수소와 알칼리 금속이 구리, 은, 금과 함께 I족에 놓여 있다]]
[[파일:Mendelejevs periodiska system 1871.png|섬네일|500px|1871년 제안된 [[드미트리 멘델레예프]]의 주기율표. 수소와 알칼리 금속이 구리, 은, 금과 함께 I족에 놓여 있다]]
1869년 이후 [[드미트리 멘델레예프]]는 리튬을 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 탈륨을 가진 족의 맨 위에 배치하는 주기율표를 제안했다.<ref>{{저널 인용|last=Mendelejew |first=Dimitri |year=1869 |title=Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente |journal=Zeitschrift für Chemie |pages=405–406 |language=de}}</ref> 2년 후 멘델레예프는 자신의 주기율표를 수정하여 수소를 리튬이 속한 I족 위에 배치하고, 탈륨도 [[13족 원소|붕소족]]으로 이동시켰다. 이 1871년판에서는 구리, 은, 금을 두 번 배치하였는데, 한 번은 [[11족 원소|IB족]]의 일부로, 한 번은 오늘날의 8족에서 11족 원소를 아우르는 'VIII족'의 일부로 배치하였다.<ref name="Jensen">{{저널 인용|last1=Jensen |first1=William B. |year=2003 |title=The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table |journal=Journal of Chemical Education |volume=80 |issue=8 |pages=952–961 |publisher=[[American Chemical Society]] |doi=10.1021/ed080p952 |bibcode=2003JChEd..80..952J |url=http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/091.%20Zn-Cd-Hg.pdf |access-date=2012-05-06 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100611152417/http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/091.%20Zn-Cd-Hg.pdf |archive-date=11 June 2010}}</ref><ref group="note"> 1869년판 멘델레예프의 주기율표에서는 구리와 은이 수소와 수은이 정렬된 그룹에 배치되었고, 금은 붕소족의 [[우라늄]]과 미발견 원소인 [[갈륨|에카알루미늄]] 아래에 잠정적으로 배치되었다.</ref> 18열 주기율표 도입 후 IB족 원소는 [[d-구역]]의 현재 위치로 이동했고, IA족에는 알칼리 금속이 남았다. 이후 1988년 IA족 이름이 1족으로 바뀌었다.<ref name = fluck/> [[관용명]]인 "알칼리 금속"은 1족 원소의 수산화물이 모두 물에 용해되었을 때 강한 [[알칼리]]라는 사실에서 유래한다.<ref name=rsc />
1869년 이후 [[드미트리 멘델레예프]]는 리튬을 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 탈륨을 가진 족의 맨 위에 배치하는 주기율표를 제안했다.<ref>{{저널 인용|last=Mendelejew |first=Dimitri |year=1869 |title=Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente |journal=Zeitschrift für Chemie |pages=405–406 |language=de}}</ref> 2년 후 멘델레예프는 자신의 주기율표를 수정하여 수소를 리튬이 속한 I족 위에 배치하고, 탈륨도 [[13족 원소|붕소족]]으로 이동시켰다. 이 1871년판에서는 구리, 은, 금을 두 번 배치하였는데, 한 번은 [[11족 원소|IB족]]의 일부로, 한 번은 오늘날의 8족에서 11족 원소를 아우르는 'VIII족'의 일부로 배치하였다.<ref name="Jensen">{{저널 인용|last1=Jensen |first1=William B. |year=2003 |title=The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table |journal=Journal of Chemical Education |volume=80 |issue=8 |pages=952–961 |publisher=[[American Chemical Society]] |doi=10.1021/ed080p952 |bibcode=2003JChEd..80..952J |url=http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/091.%20Zn-Cd-Hg.pdf |access-date=2012-05-06 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100611152417/http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/091.%20Zn-Cd-Hg.pdf |archive-date=11 June 2010}}</ref><ref group="note"> 1869년판 멘델레예프의 주기율표에서는 구리와 은이 수소와 수은이 정렬된 그룹에 배치되었고, 금은 붕소족의 [[우라늄]]과 미발견 원소인 [[갈륨|에카알루미늄]] 아래에 잠정적으로 배치되었다.</ref> 18열 주기율표 도입 후 IB족 원소는 [[d-구역]]의 현재 위치로 이동했고, IA족에는 알칼리 금속이 남았다. 이후 1988년 IA족 이름이 1족으로 바뀌었다.<ref name = fluck/> [[관용명]]인 "알칼리 금속"은 1족 원소의 수산화물이 모두 물에 용해되었을 때 강한 [[알칼리]]라는 사실에서 유래한다.<ref name="rsc">{{웹 인용|url=http://www.rsc.org/chemsoc/visualelements/PAGES/data/intro_groupi_data.html |title=Visual Elements: Group 1 – The Alkali Metals |author=Royal Society of Chemistry |work=Visual Elements |publisher=Royal Society of Chemistry |access-date=13 January 2012 |url-status=bot: unknown |archive-url=https://web.archive.org/web/20120805145647/http://www.rsc.org/chemsoc/visualelements/PAGES/data/intro_groupi_data.html |archive-date=5 August 2012 |author-link=Royal Society of Chemistry }}</ref>


프랑스 파리 [[퀴리 연구소]]의 [[마르게리트 페레]]가 1939년 220 keV의 붕괴 에너지가를 가진 것으로 보고된 [[악티늄-227]] 샘플을 정제하여 [[프랑슘]]을 발견하기까지 적어도 네 번의 오류와 불완전한 발견이 있었다.<ref name="fontani">{{콘퍼런스 인용|first= Marco |last= Fontani |title= The Twilight of the Naturally-Occurring Elements: Moldavium (Ml), Sequanium (Sq) and Dor (Do) |book-title= International Conference on the History of Chemistry |pages= 1–8 |date= 10 September 2005 |location= Lisbon|url= http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc |archive-url= https://web.archive.org/web/20060224090117/http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc |archive-date=24 February 2006|access-date= 8 April 2007}}</ref><ref name="vanderkrogt-Fr" /><ref>{{뉴스 인용|title= Education: Alabamine & Virginium|work=TIME |date= 15 February 1932|url= http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,743159,00.html |access-date= 1 April 2007|url-access=subscription }}</ref><ref>{{저널 인용|last= MacPherson |first= H. G. |title= An Investigation of the Magneto-Optic Method of Chemical Analysis |journal= Physical Review |volume= 47 |issue= 4 |pages= 310–315 |publisher= American Physical Society|year=1934|doi= 10.1103/PhysRev.47.310|bibcode= 1935PhRv...47..310M}}</ref> 그러나 페레는 [[에너지 준위]]가 80 keV 미만인 붕괴 입자를 발견했다. 페레는 이 붕괴 활동이 이전에 확인되지 않았던 [[붕괴 생성물]]에 의해 일어났을 수도 있다고 생각했는데, 이 물질은 정제 과정에서 분리되었으나, 순수한 악티늄-227에서 다시 나타났다. 다양한 실험을 통해 이 미지의 원소가 [[토륨]], [[라듐]], [[납]], [[비스무트]], [[탈륨]]일 가능성을 제거했다. 이번 새로운 생성물은 (세슘 염과 공침하는 등의) 알칼리 금속의 화학적 특성을 보여, 페레는 악티늄-227의 [[알파 붕괴]]로 생겨난 87번 원소라고 믿게 되었다.<ref name="chemeducator">Adloff, Jean-Pierre; Kaufman, George B. (25 September 2005). [http://chemeducator.org/sbibs/s0010005/spapers/1050387gk.htm Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20130604212956/http://chemeducator.org/sbibs/s0010005/spapers/1050387gk.htm |date=4 June 2013 }}. ''The Chemical Educator'' '''10''' (5). Retrieved 26 March 2007.</ref> 페레는 그 후 악티늄-227에서 [[베타 붕괴]]와 알파 붕괴의 비율을 결정하려고 시도했다. 그의 첫 번째 실험에서 알파 붕괴 비율이 0.6%로 나왔고, 이 수치는 후에 1%로 수정되었다.<ref name="mcgraw">{{서적 인용|contribution= Francium |year= 2002 |title= McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology |volume= 7 |pages= [https://archive.org/details/mcgrawhillencycl165newy/page/493 493–494] |publisher= McGraw-Hill Professional |isbn= 978-0-07-913665-7 |title-link= McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology }}</ref>
프랑스 파리 [[퀴리 연구소]]의 [[마르게리트 페레]]가 1939년 220 keV의 붕괴 에너지가를 가진 것으로 보고된 [[악티늄-227]] 샘플을 정제하여 [[프랑슘]]을 발견하기까지 적어도 네 번의 오류와 불완전한 발견이 있었다.<ref name="fontani">{{콘퍼런스 인용|first= Marco |last= Fontani |title= The Twilight of the Naturally-Occurring Elements: Moldavium (Ml), Sequanium (Sq) and Dor (Do) |book-title= International Conference on the History of Chemistry |pages= 1–8 |date= 10 September 2005 |location= Lisbon|url= http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc |archive-url= https://web.archive.org/web/20060224090117/http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc |archive-date=24 February 2006|access-date= 8 April 2007}}</ref><ref name="vanderkrogt-Fr">{{웹 인용|last= Van der Krogt |first= Peter |title= Francium |work= Elementymology & Elements Multidict |date= 10 January 2006 |url= http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Fr |access-date= 8 April 2007}}</ref><ref>{{뉴스 인용|title= Education: Alabamine & Virginium|work=TIME |date= 15 February 1932|url= http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,743159,00.html |access-date= 1 April 2007|url-access=subscription }}</ref><ref>{{저널 인용|last= MacPherson |first= H. G. |title= An Investigation of the Magneto-Optic Method of Chemical Analysis |journal= Physical Review |volume= 47 |issue= 4 |pages= 310–315 |publisher= American Physical Society|year=1934|doi= 10.1103/PhysRev.47.310|bibcode= 1935PhRv...47..310M}}</ref> 그러나 페레는 [[에너지 준위]]가 80 keV 미만인 붕괴 입자를 발견했다. 페레는 이 붕괴 활동이 이전에 확인되지 않았던 [[붕괴 생성물]]에 의해 일어났을 수도 있다고 생각했는데, 이 물질은 정제 과정에서 분리되었으나, 순수한 악티늄-227에서 다시 나타났다. 다양한 실험을 통해 이 미지의 원소가 [[토륨]], [[라듐]], [[납]], [[비스무트]], [[탈륨]]일 가능성을 제거했다. 이번 새로운 생성물은 (세슘 염과 공침하는 등의) 알칼리 금속의 화학적 특성을 보여, 페레는 악티늄-227의 [[알파 붕괴]]로 생겨난 87번 원소라고 믿게 되었다.<ref name="chemeducator">Adloff, Jean-Pierre; Kaufman, George B. (25 September 2005). [http://chemeducator.org/sbibs/s0010005/spapers/1050387gk.htm Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20130604212956/http://chemeducator.org/sbibs/s0010005/spapers/1050387gk.htm |date=4 June 2013 }}. ''The Chemical Educator'' '''10''' (5). Retrieved 26 March 2007.</ref> 페레는 그 후 악티늄-227에서 [[베타 붕괴]]와 알파 붕괴의 비율을 결정하려고 시도했다. 그의 첫 번째 실험에서 알파 붕괴 비율이 0.6%로 나왔고, 이 수치는 후에 1%로 수정되었다.<ref name="mcgraw">{{서적 인용|contribution= Francium |year= 2002 |title= McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology |volume= 7 |pages= [https://archive.org/details/mcgrawhillencycl165newy/page/493 493–494] |publisher= McGraw-Hill Professional |isbn= 978-0-07-913665-7 |title-link= McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology }}</ref>


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루비듐은 [[아연]]만큼 풍부하고 [[구리]]보다 더 풍부하다. [[백류석]], [[폴루사이트]], [[광로석]], [[진왈다이트]], [[레피돌라이트]] 등의 광물로 자연적으로 산출되지만,<ref>{{저널 인용|title= Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element granitic pegmatites |volume= 55
루비듐은 [[아연]]만큼 풍부하고 [[구리]]보다 더 풍부하다. [[백류석]], [[폴루사이트]], [[광로석]], [[진왈다이트]], [[레피돌라이트]] 등의 광물로 자연적으로 산출되지만,<ref>{{저널 인용|title= Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element granitic pegmatites |volume= 55
|issue= 13 |year= 1995 |doi= 10.1007/BF01162588 |pages= 203–215 |journal= Mineralogy and Petrology |first= M. A. |last= Wise |bibcode= 1995MinPe..55..203W|s2cid= 140585007
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}}</ref> 이들 광물은 루비듐과 함께 다른 알칼리 금속도 함유하고 있다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|70}} 세슘은 [[안티모니]], [[카드뮴]], [[주석]], [[텅스텐]]과 같이 일반적으로 알려진 일부 원소보다 풍부하지만, 루비듐보다는 훨씬 덜 풍부하다.<ref name="pubs.usgs" />
}}</ref> 이들 광물은 루비듐과 함께 다른 알칼리 금속도 함유하고 있다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|70}} 세슘은 [[안티모니]], [[카드뮴]], [[주석]], [[텅스텐]]과 같이 일반적으로 알려진 일부 원소보다 풍부하지만, 루비듐보다는 훨씬 덜 풍부하다.<ref name="pubs.usgs">{{웹 인용|url=http://pubs.usgs.gov/of/2004/1432/2004-1432.pdf |publisher=United States Geological Survey |access-date=27 December 2009 |title=Mineral Commodity Profile: Cesium |first1=William C. |last1=Butterman |first2=William E. |last2=Brooks |first3=Robert G. |last3=Reese, Jr. |year=2004 |archive-url=https://web.archive.org/web/20091122210358/http://pubs.usgs.gov/of/2004/1432/2004-1432.pdf |archive-date=22 November 2009 |url-status=dead}}</ref>


[[프랑슘-223]]은 프랑슘의 유일한 천연 동위 원소로,<ref name="atomicweights2007" /><ref name="atomicweights2009" /> [[악티늄-227]]의 [[알파 붕괴]] [[붕괴 생성물|생성물]]로 [[우라늄]] 광물에서 미량으로 발견된다.<ref name="CRC2006">{{서적 인용|year= 2006 |title= CRC Handbook of Chemistry and Physics |volume= 4|page= 12|publisher= CRC|isbn= 978-0-8493-0474-3}}</ref> 주어진 우라늄 표본에서, 10<sup>18</sup> 개의 우라늄 원자 당 하나의 프랑슘 원자가 있을 것으로 추정된다.<ref name="nbb">{{서적 인용|last= Emsley|url=https://books.google.com/books?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA151 |first= John |title= Nature's Building Blocks |publisher= Oxford University Press |year= 2001 |location= Oxford |pages= 151–153 |isbn= 978-0-19-850341-5}}</ref><ref name="elemental">{{웹 인용|last= Gagnon |first= Steve |title= Francium |publisher= Jefferson Science Associates, LLC |url= http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html |access-date= 1 April 2007 |archive-url= https://web.archive.org/web/20070331235139/http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html |archive-date= 31 March 2007 |url-status= live}}</ref> 22분의 짧은 [[반감기]] 때문에 지구 표면에는 많아봐야 30 그램의 프랑슘만이 있는 것으로 계산되었다.<ref name="Winter" /><ref name="itselemental">{{웹 인용|url= http://education.jlab.org/itselemental/index.html|title= It's Elemental&nbsp;— The Periodic Table of Elements|publisher= Jefferson Lab|access-date= 14 April 2007 |archive-url= https://web.archive.org/web/20070429032414/http://education.jlab.org/itselemental/index.html |archive-date= 29 April 2007 |url-status= live}}</ref>
[[프랑슘-223]]은 프랑슘의 유일한 천연 동위 원소로,<ref name="atomicweights2007">{{저널 인용|last1=Wieser |first1=Michael E. |last2=Berglund |first2=Michael |year=2009 |title=Atomic weights of the elements 2007 (IUPAC Technical Report) |journal=[[Pure and Applied Chemistry|Pure Appl. Chem.]] |volume=81 |issue=11 |pages= 2131–2156 |publisher=[[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] |doi=10.1351/PAC-REP-09-08-03 |s2cid=98084907 |url=http://iupac.org/publications/pac/pdf/2009/pdf/8111x2131.pdf |access-date=7 February 2012}}</ref><ref name="atomicweights2009">{{저널 인용|last1=Wieser |first1=Michael E. |last2=Coplen |first2=Tyler B. |year=2011 |title=Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) |journal=[[Pure and Applied Chemistry|Pure Appl. Chem.]] |volume=83 |issue=2 |pages=359–396 |publisher=[[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] |doi=10.1351/PAC-REP-10-09-14 |s2cid=95898322 |url=http://iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8302x0359.pdf |access-date=11 February 2012}}</ref> [[악티늄-227]]의 [[알파 붕괴]] [[붕괴 생성물|생성물]]로 [[우라늄]] 광물에서 미량으로 발견된다.<ref name="CRC2006">{{서적 인용|year= 2006 |title= CRC Handbook of Chemistry and Physics |volume= 4|page= 12|publisher= CRC|isbn= 978-0-8493-0474-3}}</ref> 주어진 우라늄 표본에서, 10<sup>18</sup> 개의 우라늄 원자 당 하나의 프랑슘 원자가 있을 것으로 추정된다.<ref name="nbb">{{서적 인용|last= Emsley|url=https://books.google.com/books?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA151 |first= John |title= Nature's Building Blocks |publisher= Oxford University Press |year= 2001 |location= Oxford |pages= 151–153 |isbn= 978-0-19-850341-5}}</ref><ref name="elemental">{{웹 인용|last= Gagnon |first= Steve |title= Francium |publisher= Jefferson Science Associates, LLC |url= http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html |access-date= 1 April 2007 |archive-url= https://web.archive.org/web/20070331235139/http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html |archive-date= 31 March 2007 |url-status= live}}</ref> 22분의 짧은 [[반감기]] 때문에 지구 표면에는 많아봐야 30 그램의 프랑슘만이 있는 것으로 계산되었다.<ref name="Winter">{{웹 인용|last= Winter|first= Mark |title= Geological information |work= Francium|publisher= The University of Sheffield |url= http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fr/geol.html |access-date= 26 March 2007}}</ref><ref name="itselemental">{{웹 인용|url= http://education.jlab.org/itselemental/index.html|title= It's Elemental&nbsp;— The Periodic Table of Elements|publisher= Jefferson Lab|access-date= 14 April 2007 |archive-url= https://web.archive.org/web/20070429032414/http://education.jlab.org/itselemental/index.html |archive-date= 29 April 2007 |url-status= live}}</ref>


== 속성 ==
== 속성 ==

2021년 4월 23일 (금) 05:53 판

알칼리 금속
수소 (반응성 비금속)
헬륨 (비활성 기체)
리튬 (알칼리 금속)
베릴륨 (알칼리 토금속)
붕소 (준금속)
탄소 (반응성 비금속)
질소 (반응성 비금속)
산소 (반응성 비금속)
플루오린 (반응성 비금속)
네온 (비활성 기체)
나트륨 (알칼리 금속)
마그네슘 (알칼리 토금속)
알루미늄 (전이후 금속)
규소 (준금속)
인 (반응성 비금속)
황 (반응성 비금속)
염소 (반응성 비금속)
아르곤 (비활성 기체)
칼륨 (알칼리 금속)
칼슘 (알칼리 토금속)
스칸듐 (전이 금속)
타이타늄 (전이 금속)
바나듐 (전이 금속)
크로뮴 (전이 금속)
망가니즈 (전이 금속)
철 (전이 금속)
코발트 (전이 금속)
니켈 (전이 금속)
구리 (전이 금속)
아연 (전이후 금속)
갈륨 (전이후 금속)
저마늄 (준금속)
비소 (준금속)
셀레늄 (반응성 비금속)
브로민 (반응성 비금속)
크립톤 (비활성 기체)
루비듐 (알칼리 금속)
스트론튬 (알칼리 토금속)
이트륨 (전이 금속)
지르코늄 (전이 금속)
나이오븀 (전이 금속)
몰리브데넘 (전이 금속)
테크네튬 (전이 금속)
루테늄 (전이 금속)
로듐 (전이 금속)
팔라듐 (전이 금속)
은 (전이 금속)
카드뮴 (전이후 금속)
인듐 (전이후 금속)
주석 (전이후 금속)
안티모니 (준금속)
텔루륨 (준금속)
아이오딘 (반응성 비금속)
제논 (비활성 기체)
세슘 (알칼리 금속)
바륨 (알칼리 토금속)
란타넘 (란타넘족)
세륨 (란타넘족)
프라세오디뮴 (란타넘족)
네오디뮴 (란타넘족)
프로메튬 (란타넘족)
사마륨 (란타넘족)
유로퓸 (란타넘족)
가돌리늄 (란타넘족)
터븀 (란타넘족)
디스프로슘 (란타넘족)
홀뮴 (란타넘족)
어븀 (란타넘족)
툴륨 (란타넘족)
이터븀 (란타넘족)
루테튬 (란타넘족)
하프늄 (전이 금속)
탄탈럼 (전이 금속)
텅스텐 (전이 금속)
레늄 (전이 금속)
오스뮴 (전이 금속)
이리듐 (전이 금속)
백금 (전이 금속)
금 (전이 금속)
수은 (전이후 금속)
탈륨 (전이후 금속)
납 (전이후 금속)
비스무트 (전이후 금속)
폴로늄 (전이후 금속)
아스타틴 (준금속)
라돈 (비활성 기체)
프랑슘 (알칼리 금속)
라듐 (알칼리 토금속)
악티늄 (악티늄족)
토륨 (악티늄족)
프로트악티늄 (악티늄족)
우라늄 (악티늄족)
넵투늄 (악티늄족)
플루토늄 (악티늄족)
아메리슘 (악티늄족)
퀴륨 (악티늄족)
버클륨 (악티늄족)
캘리포늄 (악티늄족)
아인슈타이늄 (악티늄족)
페르뮴 (악티늄족)
멘델레븀 (악티늄족)
노벨륨 (악티늄족)
로렌슘 (악티늄족)
러더포듐 (전이 금속)
더브늄 (전이 금속)
시보귬 (전이 금속)
보륨 (전이 금속)
하슘 (전이 금속)
마이트너륨 (화학적 특성 불명)
다름슈타튬 (화학적 특성 불명)
뢴트게늄 (화학적 특성 불명)
코페르니슘 (전이후 금속)
니호늄 (화학적 특성 불명)
플레로븀 (화학적 특성 불명)
모스코븀 (화학적 특성 불명)
리버모륨 (화학적 특성 불명)
테네신 (화학적 특성 불명)
오가네손 (화학적 특성 불명)

알칼리 금속(alkali metal, -金屬)은 화학 원소 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr)으로 구성된 화학 계열이다. 수소와 함께 주기율표의 s-구역에 있는 1족 원소를 구성한다.[note 1] 모든 알칼리 금속은 최외곽 전자를 s 오비탈에 가지고 있다. 이 공유 전자 구성은 알칼리 금속들이 매우 유사한 성질을 갖도록 한다.[note 2] 대표 원소의 이름을 따서 리튬족이라고도 한다.

알칼리 금속은 표준 온도 압력에서 광택이 있고 무르고 반응성이 높은 금속이며, 최외각 전자 껍질의 전자 하나를 쉽게 잃어 +1 전하를 가진 양이온을 이룬다. 무른 금속이므로 칼로 쉽게 자를 수 있으며, 잘린 반짝이는 표면은 공기 중의 수분과 산소와 결합하여 산화하여 빠르게 변색된다. 리튬의 경우엔 공기 중의 질소와도 반응한다. 반응성이 높기 때문에 공기와의 반응을 방지하기 위해 기름 속에 저장해야 하며, 자연적으로는 염의 형태로만 발견되며, 자유 원자로는 발견되지 않는다. 다섯 번째 알칼리 금속인 세슘은 모든 금속 중에서 가장 반응성이 높다. 모든 알칼리 금속은 물과 반응하며, 무거운 알칼리 금속은 가벼운 금속보다 더 격렬하게 반응한다.

발견된 모든 알칼리 금속은 자연에서 화합물 형태로만 발견된다. 나트륨이 가장 풍부하며, 그다음으로 칼륨, 리튬, 루비듐, 세슘 순이며, 높은 방서성을 띤 프랑슘은 매우 드물게 발견된다. 프랑슘은 붕괴 계열의 중간 산물 형태인 미량 동위원소로만 발견된다. 알칼리 금속의 다음 원소 후보인 우누넨늄(Uue)을 합성하기 위한 실험이 진행되었으나 성공을 거두지는 못했다. 우누넨늄은 초중량 원소의 화학적 성질에 큰 영향을 미치는 상대론적 효과의 예측에 의하면 알칼리 금속이 아닐 수 있으며, 알칼리 금속에 속하더라도 다른 알칼리 금속과는 물리적, 화학적 성질에 어느 정도 차이가 있을 것으로 예측된다.

대부분의 알칼리 금속은 많은 응용 분야에서 쓰이고 있다. 순수한 원소의 가장 잘 알려진 응용은 원자 시계에 루비듐과 세슘을 사용하는 것이며, 그중 세슘 원자 시계는 1초를 정의하는 기준이 된다. 나트륨은 효율적인 조명 기구인 나트륨등에 사용된다. 먹는 소금은 염화 나트륨이 주성분으로, 고대부터 사용되어 왔다. 리튬은 정신의학 약과 리튬 전지의 산화극 소재로 사용된다. 나트륨과 칼륨은 필수 무기질로, 전해질로 주요한 생물학적 역할을 하고 있으며, 다른 알칼리 금속은 필수는 아니지만, 신체에 유익하고 해로운 다양한 영향을 미친다.

역사

페탈라이트 표본
리튬이 처음으로 분리된 리튬 광물인 페탈라이트

나트륨 화합물인 소금(염화 나트륨)은 고대부터 인간 활동에 있어 중요한 상품으로, 급여를 뜻하는 영어 단어 "salary"도 로마 병사에게 소금 구입을 위해 지급된 돈을 가리키는 단어 살라리움(salarium)에서 유래되었다.[2] 고대부터 칼리가 사용되었으나, 나트륨 화합물인 소금과는 근본적으로 다른 물질이라는 것은 알 수 없었다. 1702년에 게오르크 에른스트 슈탈은 나트륨염과 칼륨염의 근본적인 차이를 제시하는 실험적 증거를 얻었고,[3] 1736년 앙리 루이 뒤하멜 뒤 몽소는 이 차이를 증명할 수 있었다.[4] 당시 칼륨과 나트륨 화합물의 정확한 화학적 구성과, 칼륨과 나트륨의 화학 원소로서의 지위는 그 당시 알려져 있지 않았기 때문에 앙투안 라부아지에는 1789년 그의 화학 원소 목록에 어떤 알칼리 원소도 포함시키지 않았다.[5][6]

순수한 칼륨은 1807년 영국의 험프리 데이비에 의해 처음으로 분리되었다. 데이비는 새롭게 발명된 볼타 전지를 이용하여 가성 칼리(KOH, 수산화 칼륨)의 용융된 소금을 전기 분해하여 추출했다. 이전의 칼리 수용액을 이용한 전기 분해 시도는 칼륨의 높은 반응성으로 인해 성공하지 못했다.[7]:68 칼륨은 전기 분해를 통해 분리된 최초의 금속이다.[8] 같은 해 말, 데이비는 유사한 물질인 가성 소다(NaOH, 수산화 나트륨)로부터 비슷한 방법을 통해 나트륨을 추출한 것을 보고했고, 두 원소가 다르다는 것을 증명했다.[5][6][9][10]

요한 볼프강 되베라이너는 알칼리 금속으로 알려진 원소 사이의 유사성을 최초로 발견한 사람이다.

페탈라이트(LiAlSi4O10)는 1800년 브라질의 화학자 조제 보니파시우 지 안드라다가 스웨덴 우퇴섬의 광산에서 발견했다.[11][12][13] 하지만 1817년이 되어서야 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스의 실험실에서 일하던 요한 아우구스트 아르프베손이 페탈라이트 광석을 분석하여 새로운 원소의 존재를 감지했다.[14][15] 이 새로운 원소는 나트륨과 칼륨과 유사한 화합물을 형성하지만, 탄산염과 수산화물은 다른 알칼리 금속보다 물에 덜 녹고 알칼리성은 더 강한 점에 주목했다.[16] 베르셀리우스는 식물의 재에서 발견된 칼륨, 동물의 피에 풍부한 나트륨과 달리 단단한 광물에서 발견된 것을 반영하여, 이 미지의 물질의 이름을 "돌"을 뜻하는 그리스어 λιθoς(lithos)에서 유래한 "리(lithion)/리티나(lithina)"라 지었다. 이 물질 안에 있는 금속의 이름을 리튬(lithium)이라고 지었다.[17][12][15] 리튬, 나트륨, 칼륨은 1850년 요한 볼프강 되베라이너가 발견한 원소의 주기성, 즉 비슷한 성질을 가지고 있다고 지적한 동일한 족의 원소 중 하나이다.[18]

레피돌라이트 표본
레피돌라이트는 루비듐이 처음 분리된 루비듐 광물이다.

루비듐과 세슘은 로베르트 분젠과 구스타프 키르히호프가 1859년 발명한 분광기를 이용해 발견한 최초의 원소이다.[19] 다음 해, 분젠과 키르히호프는 독일 바트뒤르카임의 광천수에서 세슘을 발견했다. 루비듐의 발견은 이듬해 독일 하이델베르크에서 레피돌라이트 광물에서 발견했다.[20] 루비듐과 세슘의 이름은 방출 스펙트럼에서 가장 두드러진 선으로, 왔으며, 루비듐은 밝은 빨간 선(짙은 빨간색, 또는 밝은 빨간색을 뜻하는 라틴어 루비두스rubidus)), 세슘은 하늘색 선(하늘색을 뜻하는 라틴어 카이시우스(caesius))에서 왔다.[21][22]

1865년경 존 뉴랜즈는 일련의 논문을 발표했는데, 원자량이 증가하는 순으로 원소를 나열했을 때, 유사한 물리적 화학적 성질을 가진 원소가 8개 간격으로 되풀이됨을 보였다. 그는 이런 주기성을 음악의 옥타브에 비유하여, 한 옥타브 떨어진 음표가 비슷한 음악적 기능을 가지는 것과 비교하였다.[23][24] 뉴랜즈는 논문에서 당시 알려진 모든 알칼리 금속(리튬에서 세슘까지)을 알칼리 금속처럼 +1 산화 상태 특성을 가진 구리, 은, 탈륨과 한 족으로 묶었다. 뉴랜즈는 할로젠과 수소를 표의 같은 자리에 배치했다.[18]

1871년 제안된 드미트리 멘델레예프의 주기율표. 수소와 알칼리 금속이 구리, 은, 금과 함께 I족에 놓여 있다

1869년 이후 드미트리 멘델레예프는 리튬을 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 탈륨을 가진 족의 맨 위에 배치하는 주기율표를 제안했다.[25] 2년 후 멘델레예프는 자신의 주기율표를 수정하여 수소를 리튬이 속한 I족 위에 배치하고, 탈륨도 붕소족으로 이동시켰다. 이 1871년판에서는 구리, 은, 금을 두 번 배치하였는데, 한 번은 IB족의 일부로, 한 번은 오늘날의 8족에서 11족 원소를 아우르는 'VIII족'의 일부로 배치하였다.[26][note 3] 18열 주기율표 도입 후 IB족 원소는 d-구역의 현재 위치로 이동했고, IA족에는 알칼리 금속이 남았다. 이후 1988년 IA족 이름이 1족으로 바뀌었다.[1] 관용명인 "알칼리 금속"은 1족 원소의 수산화물이 모두 물에 용해되었을 때 강한 알칼리라는 사실에서 유래한다.[27]

프랑스 파리 퀴리 연구소의 마르게리트 페레가 1939년 220 keV의 붕괴 에너지가를 가진 것으로 보고된 악티늄-227 샘플을 정제하여 프랑슘을 발견하기까지 적어도 네 번의 오류와 불완전한 발견이 있었다.[28][29][30][31] 그러나 페레는 에너지 준위가 80 keV 미만인 붕괴 입자를 발견했다. 페레는 이 붕괴 활동이 이전에 확인되지 않았던 붕괴 생성물에 의해 일어났을 수도 있다고 생각했는데, 이 물질은 정제 과정에서 분리되었으나, 순수한 악티늄-227에서 다시 나타났다. 다양한 실험을 통해 이 미지의 원소가 토륨, 라듐, 납, 비스무트, 탈륨일 가능성을 제거했다. 이번 새로운 생성물은 (세슘 염과 공침하는 등의) 알칼리 금속의 화학적 특성을 보여, 페레는 악티늄-227의 알파 붕괴로 생겨난 87번 원소라고 믿게 되었다.[32] 페레는 그 후 악티늄-227에서 베타 붕괴와 알파 붕괴의 비율을 결정하려고 시도했다. 그의 첫 번째 실험에서 알파 붕괴 비율이 0.6%로 나왔고, 이 수치는 후에 1%로 수정되었다.[33]

227
89Ac
 α (1.38%)→21.77 y 223
87Fr
 β−→22 min 223
88Ra
 α→11.4 d219
86Rn

주기율표에서 프랑슘 아래의 다음 원소(에카프랑슘)는 119번 원소인 우누넨늄(Uue)이 될 것이다. 우누넨늄의 합성은 1985년 캘리포니아주 버클리의 슈퍼HILAC 가속기에서 칼슘-48으로 아인슈타이늄-254의 표적을 폭격하여 처음 시도되었다. 원자가 확인되지 않아 300 nb의 한계 수율로 이어졌다.[34][35]

254
99Es
 + 48
20Ca
 → 302
119Uue
* → 원자 발견 안됨[note 4]

존재

태양계 내부

태양계 내 화학 원소의 추정 존재비. 대폭발에서 만들어지는 수소와 헬륨은 가장 흔하다. 다음 세 원소(리튬, 베릴륨, 붕소)는 대폭발과 항성 내부에서 잘 합성되지 않기 때문에 드물다. 나머지 항성이 생산한 원소의 두 가지 일반적인 경향은 (1) 원자 번호가 짝수 또는 홀수인 원소의 풍부함이 번갈아 나타나는 것과, (2) 원소가 무거워짐에 따라 일반적으로 풍부함이 감소하는 것이다. 철은 초신성에서 헬륨의 융합에 의해 만들어질 수 있는 최소 에너지 핵종이기 때문에 특히 풍부하다.[36]

오도-하킨스 규칙은 수소를 제외하고 원자 번호가 짝수인 원소가 홀수인 원소보다 더 흔하다는 내용이다. 이 규칙은 홀수 원자 번호를 가진 원소는 짝없는 양성자 하나를 가지고 있으며, 다른 양성자를 포획할 가능성이 더 높기 때문에, 원자 번호가 증가한다고 주장한다. 짝수 원자 번호를 가진 원소는 양성자가 짝을 가지며, 짝진 양성자 간에 서로의 스핀을 상쇄하여 안정성을 높인다.[37][38][39] 모든 알칼리 금속을 홀수 원자 번호를 가지며, 태양계 내에서 인접한 원자 번호를 가진 원소(비활성 기체와 알칼리 토금속)만큼 흔하지 않다. 루비듐 이후의 무거운 알칼리 금속은 항성 핵합성에서는 만들어지지 않고, 초신성에서만 합성될 수 있기에 가벼운 금속보다 덜 풍부하다. 리튬은 대폭발 핵합성이나 항성 핵합성 어느 쪽에서도 잘 합성되지 않기 때문에 나트륨이나 칼륨보다 훨씬 덜 풍부하다. 5개에서 8개의 핵자를 가진 안정적인 원자핵이 없기 때문에 대폭발 과정에서 미량의 리튬, 베릴륨, 붕소만 합성된다. 항성 핵합성에서는 세 개의 헬륨 핵을 합성하여 탄소를 형성하는 삼중 알파 과정을 통해 이 세 원소를 건너뛴다.[36]

지구

주요 리튬 광물 스포듀민

지구는 태양을 형성한 것과 같은 물질의 구름으로부터 만들어졌지만, 태양계의 형성과 진화 과정에서 행성들은 서로 다른 구성비를 갖게 되었다. 결국, 지구의 자연사는 지구의 각 부분이 다른 원소 농도를 갖게 했다. 지구의 질량은 약 5.98×10^24 kg이다. 대부분 철(32.1%), 산소(30.1%), 규소(15.1%), 마그네슘(13.9%), 황(2.9%), 니켈(1.8%), 칼슘(1.5%), 알루미늄(1.4%)으로 구성됐으며 나머지 1.2%는 미량의 다른 원소로 구성됐다. 행성의 분화로 인해 지구의 핵은 주로 철(88.8%)로 구성되어 있으며, 소량의 니켈(5.8%), 황(4.5%) 및 1% 미만의 미량 원소로 구성되어 있다고 파악된다.[40]

알칼리 금속은 높은 반응성으로 인해 자연적으로는 순수한 금속 형태로 산출되지 않는다. 산소와 쉽게 결합하며, 이산화 규소와 강하게 결합하며, 상대적으로 밀도가 낮은 광물을 이뤄, 지구 중심부로 가라앉지 않고 지구 표면 근처에 남게 된다. 칼륨, 루비듐, 세슘도 이온 반지름이 크기 때문에 부적합 원소이다.[41]

나트륨과 칼륨은 지구의 지각에서 가장 풍부한 10가지 원소에 속한다.[42][43] 나트륨은 지각에서 6번째로 풍부한 원소로, 지각 질량의 약 2.6%를 차지하며, 칼륨은 지각에서 7번째로 풍부한 원소로, 지각 질량의 약 1.5%를 차지한다.[44] 나트륨은 여러 많은 광물에서 발견되며, 그 중 가장 흔한 것은 바닷물에 녹아있는 방대한 양의 일반 소금(염화 나트륨)이다. 다른 고체 퇴적물로는 암염, 각섬석, 빙정석, 칠레 초석, 제올라이트 등이 있다.[44] 이런 고체 퇴적물의 대부분은 고대의 바다가 증발한 결과 만들어졌으며, 지금도 미국 유타주의 그레이트솔트호나 중동의 사해 등에서 만들어지고 있다.[7]:69

화학적 유사성에도 불구하고 리튬은 크기가 작아서 일반적으로는 나트륨이나 칼륨과 함께 산출되지 않는다.[7]:69 상대적으로 반응성이 낮기 때문에 많은 양의 바닷물에서 발견되는데, 바닷물에는 약 0.14~0.25 ppm,[45][46] 또는 25 마이크로몰라로 추정된다.[47] 마그네슘과의 대각 관계는 종종 철마그네슘 광물에서 마그네슘을 대신할 수 있게 하는데, 지각에서의 농도는 갈륨과 나이오븀과 비슷한 약 18 ppm이다. 상업적으로 가장 중요한 리튬 광물은 스포듀민으로, 전 세계적으로 널리 산출된다.[7]:69

루비듐은 아연만큼 풍부하고 구리보다 더 풍부하다. 백류석, 폴루사이트, 광로석, 진왈다이트, 레피돌라이트 등의 광물로 자연적으로 산출되지만,[48] 이들 광물은 루비듐과 함께 다른 알칼리 금속도 함유하고 있다.[7]:70 세슘은 안티모니, 카드뮴, 주석, 텅스텐과 같이 일반적으로 알려진 일부 원소보다 풍부하지만, 루비듐보다는 훨씬 덜 풍부하다.[49]

프랑슘-223은 프랑슘의 유일한 천연 동위 원소로,[50][51] 악티늄-227의 알파 붕괴 생성물로 우라늄 광물에서 미량으로 발견된다.[52] 주어진 우라늄 표본에서, 1018 개의 우라늄 원자 당 하나의 프랑슘 원자가 있을 것으로 추정된다.[53][54] 22분의 짧은 반감기 때문에 지구 표면에는 많아봐야 30 그램의 프랑슘만이 있는 것으로 계산되었다.[55][56]

속성

주기 원소 이름 원소 기호 (번호) 원자 질량 녹는점 (K) 끓는점 (K) 전기음성도
2 리튬 Li (3) 6.941(2) 453.69 1615 0.98
3 나트륨/소듐 Na (11) 22.989770(2) 370.87 1156 0.93
4 칼륨/포타슘 K (19) 39.0983(1) 336.53 1032 0.82
5 루비듐 Rb (37) 85.4678(3) 312.46 961 0.82
6 세슘 Cs (55) 132.90545(2) 301.59 944 0.79
7 프랑슘 Fr (87) 223.0197 300 950 0.7

주해

  1. ↑ 구 IUPAC와 CAS 체계 모두에서, IA족("1에이족"으로 발음되며, "I"는 로마 숫자 1이다.)[1]
  2. ↑ 수소도 같은 전자 구성을 가지고 있지만, 1주기 원소는 원자가 p-오비탈이 없어 반응이 매우 다르기 때문에 알칼리 금속으로 간주되지 않는다.
  3. ↑ 1869년판 멘델레예프의 주기율표에서는 구리와 은이 수소와 수은이 정렬된 그룹에 배치되었고, 금은 붕소족의 우라늄과 미발견 원소인 에카알루미늄 아래에 잠정적으로 배치되었다.
  4. ↑ *는 들뜬 상태를 나타낸다.

각주

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