14족 원소
| 탄소족 원소 (14족) | |||||||||||
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| ↓ 주기 | |||
|---|---|---|---|
| 2 |  6 비금속 | ||
| 3 |  14 준금속 | ||
| 4 |  32 준금속 | ||
| 5 |  50 전이후 금속 | ||
| 6 |  82 전이후 금속 | ||
| 7 | 플레로븀 (Fl) 114 전이후 금속 | ||
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범례
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탄소족(Carbon group)은 탄소 (C), 규소 (Si), 저마늄 (Ge), 주석 (원소) (Sn), 납 (Pb), 플레로븀 (Fl)으로 구성된 주기율표의 14번째 족이다. P-구역에 속한다.
현대 IUPAC 표기법에서는 14족이라고 불린다. 반도체 물리학 분야에서는 여전히 보편적으로 IV족이라고 불린다. 이 족은 또한 원자가 전자가 4개라는 사실에서 비롯된 족 이름의 로마 숫자 IV에서 따온 테트렐(그리스어로 넷을 의미하는 '테트라'에서 유래)로도 알려져 있다. 또한 크리스탈로겐[1] 또는 아다만토겐으로도 알려져 있다.[2]
특성
[편집]화학적 특성
[편집]다른 족과 마찬가지로 이 족의 원소는 전자 배열에서, 특히 가장 바깥 전자 껍질에서 패턴을 보여 화학적 행동의 경향을 나타낸다.
| Z | 원소 | 껍질당 전자 |
|---|---|---|
| 6 | 탄소 | 2, 4 |
| 14 | 규소 | 2, 8, 4 |
| 32 | 저마늄 | 2, 8, 18, 4 |
| 50 | 주석 | 2, 8, 18, 18, 4 |
| 82 | 납 | 2, 8, 18, 32, 18, 4 |
| 114 | 플레로븀 | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (예측) |
이 족의 각 원소는 가장 바깥 전자 껍질에 4개의 전자를 가지고 있다. 고립된 중성 14족 원자는 바닥 상태에서 ns2 np2의 배열을 갖는다. 이들 원소, 특히 탄소와 규소는 공유 결합 경향이 강하며 이는 일반적으로 가장 바깥 껍질의 전자를 8개로 만든다. 이들 원소의 결합은 종종 궤도들의 뚜렷한 s 및 p 특성이 지워지는 혼성화로 이어진다. 단일 결합의 경우, 그래핀과 흑연의 3개의 sp2 쌍과 같은 다른 경우도 있지만, 전형적인 배열은 4쌍의 sp3 전자를 갖는다. 이중 결합은 탄소(알켄, CO2...)의 특징이며, 일반적으로 π-계도 마찬가지이다. 원자 번호가 증가함에 따라 원자의 크기가 커지면서 전자를 잃는 경향이 증가한다.
탄소 단독으로 탄화물 (C4−) 이온 형태의 음이온을 형성한다. 준금속인 규소와 저마늄은 각각 +4 이온을 형성할 수 있다. 주석과 납은 둘 다 금속인 반면, 플레로븀은 비활성 기체와 같은 몇 가지 특성을 가질 수 있는 합성 방사성 원소이지만(반감기는 1.9초로 매우 짧다), 여전히 전이후 금속일 가능성이 가장 높다. 주석과 납은 둘 다 +2 이온을 형성할 수 있다. 주석은 화학적으로 금속이지만, 그 알파 동소체는 금속보다는 저마늄과 더 유사하게 보이며 전기 전도성이 낮다.
주족 원소(1, 2, 13-17족) 알킬 유도체 QRn 중에서, 여기서 n은 Q에 대한 표준 결합 수(lamda 규칙 참조)이며 14족 유도체 QR4는 전자-정확성이라는 점에서 주목할 만하다. 즉, 전자 부족(옥텟보다 적은 전자를 가지고 Q에서 루이스 산성 경향이 있으며 일반적으로 올리고머성 클러스터 또는 루이스 염기와 부가물로 존재함)도 아니고, 전자 과잉(Q에 비공유 전자쌍을 가지고 Q에서 루이스 염기성 경향이 있음)도 아니다. 결과적으로 14족 알킬은 다른 족의 알킬 유도체에 비해 화학적 반응성이 낮다. 탄소의 경우, C-C 결합의 높은 결합 해리 에너지와 중심 원자와 알킬 리간드 사이의 전기 음성도 차이 부족으로 인해 포화 알킬 유도체인 알케인은 특히 불활성이다.[3]
탄소는 모든 할로젠과 함께 테트라할라이드를 형성한다. 또한 탄소는 일산화 탄소, 아산화 탄소, 이산화 탄소와 같은 많은 산화물을 형성한다. 탄소는 이황화물과 이셀레늄화물을 형성한다.[4]
규소는 여러 수소화물을 형성하며, 그 중 두 가지는 SiH4와 Si2H6이다. 규소는 플루오린(SiF4), 염소(SiCl4), 브로민(SiBr4), 아이오딘(SiI4)과 함께 테트라할라이드를 형성한다. 또한 규소는 이산화물과 이황화물을 형성한다.[5] 질화 규소는 Si3N4의 화학식을 갖는다.[6]
저마늄은 5개의 수소화물을 형성한다. 처음 두 저마늄 수소화물은 GeH4과 Ge2H6이다. 저마늄은 아스타틴을 제외한 모든 할로젠과 테트라할라이드를 형성하고, 브로민과 아스타틴을 제외한 모든 할로젠과 다이할라이드를 형성한다. 저마늄은 폴로늄을 제외한 모든 자연 발생 단일 칼코젠과 결합하며, 이산화물, 이황화물, 이셀레늄화물을 형성한다. 질화 저마늄은 Ge3N4의 화학식을 갖는다.[7]
주석은 SnH4과 Sn2H6 두 가지 수소화물을 형성한다. 주석은 아스타틴을 제외한 모든 할로젠과 다이할라이드 및 테트라할라이드를 형성한다. 주석은 폴로늄을 제외한 자연 발생 칼코젠과 모노칼코젠화물을 형성하고, 폴로늄과 텔루륨을 제외한 자연 발생 칼코젠과 다이칼코젠화물을 형성한다.[8]
납은 PbH4 화학식을 갖는 하나의 수소화물을 형성한다. 납은 플루오린과 염소와 함께 다이할라이드 및 테트라할라이드를 형성하며, 납의 테트라브로마이드와 테트라아이오다이드는 불안정하지만 다이브로마이드와 다이아이오다이드를 형성한다. 납은 네 가지 산화물, 황화물, 셀레늄화물, 텔루륨화물을 형성한다.[9]
플레로븀의 알려진 화합물은 없다.[10]
물리적 특성
[편집]탄소족 원소의 끓는점은 원자량이 무거워질수록 낮아지는 경향이 있다. 표준 압력에서 가장 가벼운 탄소족 원소인 탄소는 3825 °C에서 승화한다. 규소의 끓는점은 3265 °C, 저마늄은 2833 °C, 주석은 2602 °C, 납은 1749 °C이다. 플레로븀은 -60 °C에서 끓을 것으로 예측된다.[11][12] 탄소족 원소의 녹는점은 끓는점과 거의 같은 경향을 보인다. 규소는 1414 °C에서 녹고, 저마늄은 939 °C에서 녹고, 주석은 232 °C에서 녹고, 납은 328 °C에서 녹는다.[13]
탄소의 결정 구조는 육방정계이다. 고압 및 고온에서는 다이아몬드를 형성한다(아래 참조). 규소와 저마늄은 다이아몬드 입방정계 결정 구조를 가지며, 저온(13.2 °C 이하)에서는 주석도 마찬가지이다. 상온에서 주석은 정방정계 결정 구조를 갖는다. 납은 면심 입방정계 결정 구조를 갖는다.[13]
탄소족 원소의 밀도는 원자 번호가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다. 탄소의 밀도는 2.26 g·cm−3, 규소는 2.33 g·cm−3, 저마늄은 5.32 g·cm−3, 주석은 7.26 g·cm−3, 납은 11.3 g·cm−3이다.[13]
탄소족 원소의 원자 반지름은 원자 번호가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다. 탄소의 원자 반지름은 77 피코미터, 규소는 118 피코미터, 저마늄은 123 피코미터, 주석은 141 피코미터, 납은 175 피코미터이다.[13]
동소체
[편집]
이 부분의 본문은 탄소 동소체입니다.탄소는 여러 동소체를 가지고 있다. 가장 흔한 것은 흑연으로, 겹겹이 쌓인 시트 형태의 탄소이다. 또 다른 형태의 탄소는 다이아몬드이지만, 이는 상대적으로 드물다. 비정질 탄소는 세 번째 탄소 동소체로, 그을음의 구성 요소이다. 또 다른 탄소 동소체는 풀러렌으로, 탄소 원자 시트가 구형으로 접힌 형태이다. 2003년에 발견된 다섯 번째 탄소 동소체는 그래핀이라고 불리며, 벌집 모양으로 배열된 탄소 원자층 형태이다.[6][14][15]
규소는 상온에서 존재하는 두 가지 동소체가 알려져 있다. 이들 동소체는 비정질 및 결정질 동소체로 알려져 있다. 비정질 동소체는 갈색 분말이다. 결정질 동소체는 회색이며 금속성 광택을 띤다.[16]
주석은 α-주석(회색 주석으로도 알려져 있음)과 β-주석 두 가지 동소체를 가지고 있다. 주석은 일반적으로 은백색 금속인 β-주석 형태로 발견된다. 그러나 표준 압력에서 β-주석은 13.2 °C (55.8 °F) 이하의 온도에서 회색 분말인 α-주석으로 변환된다. 이는 추운 온도에서 주석 물체가 회색 분말로 부스러지는 현상으로, 주석병 또는 주석 부식이라고 알려져 있다.[6][17]
핵 특성
[편집]탄소족 원소 중 최소 두 개(주석과 납)는 마법 핵을 가지고 있는데, 이는 이들 원소가 마법 핵이 없는 원소보다 더 흔하고 더 안정적이라는 것을 의미한다.[17]
동위 원소
[편집]탄소의 알려진 동위 원소는 15가지이다. 이 중 3가지는 자연적으로 존재한다. 가장 흔한 것은 안정 탄소-12이고, 그 다음은 안정 탄소-13이다.[13] 탄소-14는 반감기가 5,730년인 자연 방사성 동위 원소이다.[18]
23개의 규소 동위 원소가 발견되었다. 이 중 5가지는 자연적으로 존재한다. 가장 흔한 것은 안정 규소-28이며, 그 다음은 안정 규소-29와 안정 규소-30이다. 규소-32는 악티늄족의 방사성 붕괴와 대기 상층부의 파쇄로 인해 자연적으로 발생하는 방사성 동위 원소이다. 규소-34 또한 악티늄족의 방사성 붕괴로 인해 자연적으로 발생한다.[18]
32개의 저마늄 동위 원소가 발견되었다. 이 중 5가지는 자연적으로 존재한다. 가장 흔한 것은 안정 저마늄-74이며, 그 다음은 안정 저마늄-72, 안정 저마늄-70, 안정 저마늄-73이다. 저마늄-76은 원시 방사성 동위 원소이다.[18]
40개의 주석 동위 원소가 발견되었다. 이 중 14가지는 자연적으로 존재한다. 가장 흔한 것은 주석-120이며, 그 다음은 주석-118, 주석-116, 주석-119, 주석-117, 주석-124, 주석-122, 주석-112, 주석-114이며, 이들 모두 안정하다. 주석은 또한 우라늄의 방사성 붕괴로 인해 발생하는 4개의 방사성 동위 원소를 가지고 있다. 이들 동위 원소는 주석-121, 주석-123, 주석-125, 주석-126이다.[18]
38개의 납 동위 원소가 발견되었다. 이 중 9가지는 자연적으로 존재한다. 가장 흔한 동위 원소는 납-208이며, 그 다음은 납-206, 납-207, 납-204이며, 이들 모두 안정하다. 5개의 납 동위 원소는 우라늄과 토륨의 방사성 붕괴로 인해 발생한다. 이들 동위 원소는 납-209, 납-210, 납-211, 납-212, 납-214이다.[18]
6개의 플레로븀 동위 원소 (플레로븀-284, 플레로븀-285, 플레로븀-286, 플레로븀-287, 플레로븀-288, 플레로븀-289)가 발견되었으며, 모두 인간의 합성으로 만들어졌다. 플레로븀의 가장 안정적인 동위 원소는 플레로븀-289이며, 반감기는 2.6초이다.[18]
존재
[편집]탄소는 대부분의 별, 심지어 작은 별에서도 항성 핵융합을 통해 축적된다.[17] 탄소는 지구 지각에 480 ppm의 농도로 존재하며, 바닷물에는 28 ppm의 농도로 존재한다. 탄소는 일산화 탄소, 이산화 탄소, 메테인 형태의 대기 중에 존재한다. 탄소는 탄산염 광물의 주요 구성 요소이며, 바닷물에 흔히 존재하는 수소 탄산염에도 포함되어 있다. 탄소는 전형적인 인간의 22.8%를 구성한다.[18]
규소는 지구 지각에 28% 농도로 존재하여, 두 번째로 풍부한 원소이다. 바닷물에서의 규소 농도는 해수면에서 30 ppb에서 더 깊은 곳에서는 2000 ppb까지 다양할 수 있다. 규소 먼지는 지구 대기 중에 미량 존재한다. 규산염 광물은 지구에서 가장 흔한 종류의 광물이다. 규소는 평균적으로 인체의 14.3 ppm을 차지한다.[18] 가장 큰 별만이 항성 핵융합을 통해 규소를 생성한다.[17]
저마늄은 지구 지각의 2 ppm을 차지하며, 52번째로 풍부한 원소이다. 평균적으로 저마늄은 흙의 1 ppm을 차지한다. 저마늄은 바닷물에 0.5 ppt 농도로 존재한다. 유기 저마늄 화합물 또한 바닷물에서 발견된다. 저마늄은 인체에 71.4 ppb 농도로 존재한다. 저마늄은 일부 매우 먼 별에서도 존재하는 것으로 밝혀졌다.[18]
주석은 지구 지각의 2 ppm을 차지하며, 49번째로 풍부한 원소이다. 평균적으로 주석은 흙의 1 ppm을 차지한다. 주석은 바닷물에 4 ppt 농도로 존재한다. 주석은 인체의 428 ppb를 차지한다. 산화 주석(IV)은 흙에 0.1~300 ppm 농도로 존재한다.[18] 주석은 또한 화성암에 1‰ 농도로 존재한다.[19]
납은 지구 지각의 14 ppm을 차지하며, 36번째로 풍부한 원소이다. 평균적으로 납은 흙의 23 ppm을 차지하지만, 오래된 납 광산 근처에서는 20000 ppm(2%)에 이를 수 있다. 납은 바닷물에 2 ppt 농도로 존재한다. 납은 인체 중량의 1.7 ppm을 차지한다. 인간의 활동은 다른 어떤 금속보다 더 많은 납을 환경으로 방출한다.[18]
플레로븀은 자연적으로 전혀 존재하지 않으므로, 입자 가속기에서 몇 개의 원자 단위로만 존재한다.[18]
역사
[편집]고대에의 발견과 용도
[편집]탄소, 주석, 납은 황, 철, 구리, 수은, 은, 금과 함께 고대 세계에서 잘 알려진 몇 안 되는 원소 중 하나이다.[20]
규소는 암석 수정 형태의 실리카로 이집트 왕조 이전 사람들에게 익숙했으며, 그들은 이를 구슬과 작은 꽃병에 사용했다. 초기 중국인도 사용했으며, 아마도 다른 많은 고대인도 사용했을 것이다. 실리카가 함유된 유리의 제조는 이집트인(최소 기원전 1500년경)과 페니키아인 모두가 해냈다. 많은 자연 발생 화합물 또는 규산염 광물은 가장 초기의 사람들에 의해 주거 건설을 위한 다양한 종류의 모르타르에 사용되었다.
주석의 기원은 역사 속으로 사라졌다고 추정된다. 구리와 주석의 합금인 청동은 순수 금속이 분리되기 전 선사 시대 인간에 의해 사용되었던 것으로 보인다. 청동은 초기 메소포타미아, 인더스 계곡, 이집트, 크레타, 이스라엘, 페루에서 흔했다. 초기 지중해 사람들이 사용한 주석의 대부분은 실리 제도와 영국 제도의 콘월에서 온 것으로 보이며,[21] 그곳에서 금속 채굴은 기원전 300~200년경부터 시작되었다. 잉카와 아즈텍 지역의 남아메리카와 중앙아메리카에서는 스페인 정복 이전에 주석 광산이 운영되고 있었다.
납은 초기 성경 기록에 자주 언급된다. 바빌로니아인은 이 금속을 비문을 기록하는 판으로 사용했다. 로마인은 이것을 점토판, 수도관, 동전, 심지어 조리 기구에도 사용했다. 실제로 마지막 용도로 인해 아우구스투스 시대에는 납 중독이 인식되었다. 백연으로 알려진 화합물은 최소 기원전 200년경부터 장식용 안료로 제조된 것으로 보인다.
현대의 발견
[편집]비정질 단체 규소는 1824년에 스웨덴 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스이 처음으로 순수하게 얻었다. 불순한 규소는 이미 1811년에 얻어진 바 있었다. 결정질 단체 규소는 1854년에 이르러서야 전기 분해의 산물로 제조되었다.
저마늄은 1869년 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프가 처음 주기율표를 고안했을 때 존재를 예측했던 세 가지 원소 중 하나이다. 그러나 이 원소는 한동안 실제로 발견되지 않았다. 1885년 9월, 한 광부가 은광에서 광물 샘플을 발견하여 광산 관리자에게 주었고, 관리자는 그것이 새로운 광물임을 확인하고 클레멘스 A. 빈클러에게 보냈다. 빈클러는 그 샘플이 75%의 은, 18%의 황, 7%의 미발견 원소로 이루어져 있다는 것을 깨달았다. 몇 달 후, 빈클러는 이 원소를 분리하고 그것이 32번 원소임을 확인했다.[18]
플레로븀(당시 "114번 원소"로 불림)을 발견하려는 첫 시도는 1969년 합동원자핵연구소에서 이루어졌지만 성공하지 못했다. 1977년, 합동원자핵연구소의 연구원들은 플루토늄-244 원자에 칼슘-48을 충돌시켰지만, 다시 성공하지 못했다. 이 핵 반응은 1998년에 다시 시도되었고, 이번에는 성공했다.[18]
어원
[편집]- 탄소는 "숯"을 의미하는 라틴어 carbo에서 유래했다.
- 규소는 "부싯돌"을 의미하는 라틴어 silex (또는 silicis)에서 유래했다.
- 저마늄은 저마늄이 발견된 나라인 독일의 라틴어 이름인 Germania에서 유래했다.
- 주석(Stannum)은 "주석"을 의미하는 라틴어 stannum에서 유래했으며, 켈트어 staen과 관련이 있거나 그로부터 유래했다.
- - 영어에서 stannum의 일반적인 이름은 고대 영어에서 직접 물려받은 tin이다. stannum 및 staen과 공통된 기원을 가질 수 있다.
- 납(Plumbum)은 "납"을 의미하는 라틴어 plumbum에서 유래했다.
- 플레로븀은 게오르기 플료로프와 그의 연구소를 기념하여 명명되었다.
응용
[편집]탄소는 가장 흔하게 비정질 형태로 사용된다. 이 형태의 탄소는 제강, 카본 블랙, 타이어 충전재, 호흡기, 활성탄 등으로 사용된다. 또한 흑연 형태로도 사용되며, 예를 들어 연필의 심으로 사용된다. 또 다른 탄소 형태인 다이아몬드는 보석에 흔히 사용된다.[18] 탄소섬유는 매우 강하고 탄성이 있어 인공위성 지지대 등 다양한 용도로 사용된다.[22]
이산화 규소는 치약, 건설 충전재 등 다양한 용도로 사용되며, 실리카는 유리의 주요 구성 요소이다. 순수 규소의 50%는 금속 합금 제조에 사용된다. 규소의 45%는 실리콘 제조에 사용된다. 규소는 1950년대부터 반도체에 흔히 사용되어 왔다.[17][22]
저마늄은 1950년대까지 반도체에 사용되다가 규소로 대체되었다.[17] 방사선 검출기에는 저마늄이 포함되어 있다. 산화 저마늄은 광섬유 및 광각 카메라 렌즈에 사용된다. 소량의 저마늄을 은과 혼합하면 은이 변색되지 않게 만들 수 있다. 그 결과로 생성되는 합금은 아르젠튬 스털링 실버로 알려져 있다.[18]
땜납은 주석의 가장 중요한 용도이며, 생산되는 모든 주석의 50%가 이 용도로 사용된다. 생산되는 모든 주석의 20%는 주석 도금판에 사용된다. 주석의 20%는 화학공업에서 사용된다. 주석은 백랍을 포함한 수많은 합금의 구성 요소이다. 산화 주석(IV)은 수천 년 동안 세라믹에 흔히 사용되어 왔다. 코발트 주석산염은 세룰리안 블루 안료로 사용되는 주석 화합물이다.[18]
생산되는 모든 납의 80%는 납 축전지에 사용된다. 납의 다른 용도로는 추, 안료, 방사성 물질에 대한 차폐 등이 있다. 납은 역사적으로 테트라에틸 납 형태의 휘발유에 사용되었지만, 독성 문제로 인해 이 용도는 중단되었다.[23]
생산
[편집]탄소의 동소체인 다이아몬드는 주로 러시아, 보츠와나, 콩고, 캐나다, 남아프리카 공화국, 인도에서 생산된다. 모든 합성 다이아몬드의 80%는 러시아에서 생산된다. 중국은 세계 흑연의 70%를 생산한다. 다른 흑연 채굴 국가로는 브라질, 캐나다, 멕시코가 있다.[18]
규소는 실리카를 탄소와 함께 가열하여 생산할 수 있다.[22]
저마나이트와 같은 일부 저마늄 광석이 있지만, 이는 희귀하여 채굴되지 않는다. 대신 저마늄은 아연과 같은 금속의 광석에서 추출된다. 러시아와 중국에서는 저마늄이 석탄 광상에서도 분리된다. 저마늄 함유 광석은 먼저 염소로 처리하여 사염화 저마늄을 형성하고, 이를 수소 가스와 혼합한다. 이후 존 리파이닝을 통해 더욱 정제된다. 매년 약 140톤의 저마늄이 생산된다.[18]
광산은 매년 300,000톤의 주석을 생산한다. 중국, 인도네시아, 페루, 볼리비아, 브라질이 주요 주석 생산국이다. 주석 생산 방법은 주석 광물인 석석 (SnO2)을 코크스와 함께 가열하는 것이다.[18]
가장 일반적으로 채굴되는 납 광석은 방연석 (황화 납)이다. 매년 400만 미터톤의 납이 새로 채굴되며, 주로 중국, 오스트레일리아, 미국, 페루에서 생산된다. 광석은 코크스와 석회석과 혼합되어 배소되어 순수 납을 생산한다. 대부분의 납은 납 축전지에서 재활용된다. 인류가 채굴한 총 납의 양은 3억 5천만 미터톤에 달한다.[18]
생물학적 역할
[편집]탄소는 알려진 모든 생명체에 필수적인 원소이다. 예를 들어 DNA, 스테로이드, 단백질 등 모든 유기 화합물에 탄소가 들어 있다.[6] 생명에 대한 탄소의 중요성은 주로 다른 원소들과 수많은 결합을 형성하는 능력 때문이다.[17] 일반적인 70 kg의 인간에게는 16 kg의 탄소가 들어 있다.[18]
규소 기반 생명체의 실현 가능성이 흔히 논의된다. 그러나 탄소보다 복잡한 고리나 사슬을 형성하는 능력이 떨어진다.[6] 이산화 규소 형태의 규소는 규조류와 해면동물이 세포벽과 골격을 형성하는 데 사용한다. 규소는 닭과 쥐의 뼈 성장에 필수적이며, 인간에게도 필수적일 수 있다. 인간은 하루 평균 20~1200 밀리그램의 규소를 섭취하며, 대부분 곡물에서 얻는다. 일반적인 70 kg의 인간에게는 1 g의 규소가 들어 있다.[18]
저마늄의 생물학적 역할은 알려져 있지 않지만, 물질대사를 자극한다. 1980년 아사이 가즈히코가 저마늄이 건강에 유익하다고 보고되었으나, 이 주장은 입증되지 않았다. 일부 식물은 산화 저마늄 형태로 토양에서 저마늄을 흡수한다. 곡물과 채소를 포함한 이 식물들은 약 0.05 ppm의 저마늄을 함유하고 있다. 인간의 저마늄 섭취량은 하루 1밀리그램으로 추정된다. 일반적인 70 kg의 인간에게는 5밀리그램의 저마늄이 들어 있다.[18]
주석은 쥐의 적절한 성장에 필수적인 것으로 나타났지만, 2013년 현재 인간의 식단에 주석이 필요하다는 증거는 없다. 식물은 주석을 필요로 하지 않는다. 그러나 식물은 뿌리에 주석을 축적한다. 밀과 옥수수는 각각 7 ppm과 3 ppm을 함유하고 있다. 그러나 식물이 주석 제련소 근처에 있으면 식물의 주석 농축도가 2000 ppm에 도달할 수 있다. 평균적으로 인간은 하루에 0.3밀리그램의 주석을 섭취한다. 일반적인 70 kg의 인간에게는 30밀리그램의 주석이 들어 있다.[18]
납은 알려진 생물학적 역할이 없으며, 사실상 매우 독성이 강하지만, 일부 미생물은 납으로 오염된 환경에서 생존할 수 있다. 오이와 같은 일부 식물은 최대 수십 ppm의 납을 함유하고 있다. 일반적인 70 kg의 인간에게는 120밀리그램의 납이 들어 있다.[18]
플레로븀은 생물학적 역할이 없으며, 입자 가속기에서만 발견되고 생성된다.
독성
[편집]원소 탄소는 일반적으로 독성이 없지만, 일산화 탄소 및 사이안화 수소와 같은 많은 화합물은 독성이 있다. 그러나 탄소 먼지는 석면과 유사하게 폐에 축적되어 위험할 수 있다.[18]
규소 광물은 일반적으로 독성이 없다. 그러나 화산에서 배출되는 이산화 규소 먼지와 같은 것은 폐로 흡입될 경우 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있다.[17]
저마늄은 젖산 탈수소효소 및 알코올 탈수소효소와 같은 효소에 간섭할 수 있다. 유기 저마늄 화합물은 무기 저마늄 화합물보다 독성이 강하다. 저마늄은 동물에게 경미한 경구 독성을 나타낸다. 심각한 저마늄 중독은 호흡 마비로 인해 사망으로도 이어질 수 있다.[24]
일부 주석 화합물은 섭취 시 독성이 있지만, 대부분의 무기 주석 화합물은 무독성으로 간주된다. 트라이메틸주석 및 트라이에틸주석과 같은 유기 주석 화합물은 독성이 매우 강하며, 세포 내의 대사 과정을 방해할 수 있다.[18]
납과 아세트산 납과 같은 납 화합물은 독성이 매우 강하다. 납 중독은 두통, 복통, 변비, 통풍을 유발할 수 있다.[18]
플레로븀은 독성 여부를 테스트하기에는 너무 방사성이 강하지만, 높은 방사성 자체만으로도 독성이 있다.
각주
[편집]- ↑ Liu, Ning; Lu, Na; Yan, Su; Pu, Wang; Xie, Quan (2019). 《Fabrication of g-C3N4/Ti3C2 composite and its visible-light photocatalytic capability for ciprofloxacin degradation》. 《Separation and Purification Technology》 211. 782–789쪽. doi:10.1016/j.seppur.2018.10.027. 2019년 8월 17일에 확인함.
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