8족 원소
| 8족 | |||||||||
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| ↓ 주기 | |||
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| 4 |  26 전이 금속 | ||
| 5 |  44 전이 금속 | ||
| 6 |  76 전이 금속 | ||
| 7 | 하슘 (Hs) 108 전이 금속 | ||
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범례
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8족은 주기율표의 족 (세로줄)에 있는 8번째 화학 원소 족이다. 철 (Fe), 루테늄 (Ru), 오스뮴 (Os), 하슘 (Hs)으로 구성된다.[1] "8족"은 1990년 IUPAC이 채택한 이 족에 대한 현대 표준 명칭이다.[1] 이는 CAS 체계의 "VIIIA족"과 혼동해서는 안 되며, 이는 18족 (현재 IUPAC), 즉 비활성 기체를 의미한다. 오래된 족 명명 체계에서는 이 족이 9족과 10족과 결합하여 CAS의 "미국 체계"에서는 "VIIIB족", 구 IUPAC (1990년 이전)의 "유럽 체계" (그리고 멘델레예프의 원래 표)에서는 "VIII족"이라고 불렸다. 이 족의 원소는 모두 주기율표의 D-구역에 속하는 전이 금속이다.
주기율표의 족 (세로줄)은 보통 가장 가벼운 원소의 이름을 따서 명명되지만 (16족의 경우 "산소족"처럼), 철족은 역사적으로 다르게 사용되었다. 가장 흔하게는 4주기 (가로줄)의 인접한 원소 집합으로, 크로뮴, 망가니즈, 철, 코발트, 니켈을 포함하거나 맥락에 따라 마지막 세 원소만을 포함하거나, 아에 다른 집합을 의미한다.
다른 족과 마찬가지로 이 족의 구성원은 전자 배열, 특히 최외곽 전자 껍질에서 패턴을 보여 화학적 거동의 경향을 나타낸다.
기본 속성
[편집]| Z | 원소 | 껍질당 전자 수 | 녹는점 | 끓는점 | 발견 연도 | 발견자 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 26 | 철 | 2, 8, 14, 2 | 1811 K 1538 °C | 3134 K 2862 °C | 기원전 3000년 이전 | 미상 |
| 44 | 루테늄 | 2, 8, 18, 15, 1 | 2607 K 2334 °C | 4423 K 4150 °C | 1844 | K. E. 클라우스 |
| 76 | 오스뮴 | 2, 8, 18, 32, 14, 2 | 3306 K 3033 °C | 5285 K 5012 °C | 1803 | S. 테넌트 및 W. H. 울러스턴 |
| 108 | 하슘 | 2, 8, 18, 32, 32, 14, 2 | — | — | 1984 | P. 암브루스터 및 G. 뮌첸베르크 |
8족의 원소는 깨끗하고 매끄러운 순철 표면으로 거울 같은 은회색을 띈다. 철은 산소 및 물과 쉽게 반응하여 일반적으로 녹으로 알려진 갈색에서 검은색의 수화철 산화물을 생성한다. 다른 일부 금속의 산화물은 부동태 피막을 형성하는 것과 달리, 녹은 금속보다 더 많은 부피를 차지하여 벗겨져 더 많은 새로운 표면이 부식에 노출된다. 고순도 철 (예: 전해철)은 부식에 더 강하다.
루테늄은 백금 및 팔라듐 합금을 경화시키기 때문에 전기 접점에 사용되며, 얇은 막으로도 원하는 내구성을 얻을 수 있다. 로듐과 유사한 특성과 낮은 비용으로 인해 전기 접점은 루테늄의 주요 용도이다. 루테늄 판은 전기 도금 또는 스퍼터링을 통해 전기 접점 및 전극 모재에 적용된다.
오스뮴은 단단하지만 부서지기 쉬운 금속으로 고온에서도 광택을 유지한다. 압축률이 매우 낮다. 이에 상응하여 부피 탄성 계수는 극히 높아 395~462 GPa로 보고되며, 이는 다이아몬드 (443 GPa)와 견줄 만하다. 오스뮴의 경도는 4 GPa로 중간 정도이다. 경도, 취성, 낮은 증기압 (백금족 금속 중 가장 낮음), 매우 높은 녹는점 (모든 원소 중 탄소, 텅스텐, 레늄 다음으로 네 번째로 높음) 때문에 고체 오스뮴은 가공, 성형 또는 작업하기 어렵다.
하슘이나 그 화합물의 특성은 거의 측정되지 않았다. 이는 생산량이 극히 제한적이고 비용이 많이 들며 하슘 (및 그 부모 원소)이 매우 빠르게 붕괴되기 때문이다. 하슘 사산화물의 흡착 엔탈피와 같은 몇 가지 화학 관련 특성은 측정되었지만, 하슘 금속의 특성은 알려지지 않았으며 예측만 가능하다. 그러나 방사능에도 불구하고 화학자들은 다양한 방법을 통해 하슘 사산화물과 소듐 하슘산염(VII)을 형성했다.
존재 및 생산
[편집]질량으로 보면 철은 지구 지각에서 네 번째로 흔한 원소이다. 적철석, 자철석, 태코나이트와 같은 많은 광물에서 발견된다. 철은 이들 광물을 코크스와 탄산 칼슘과 함께 용광로에서 가열하여 상업적으로 생산된다.[2]
루테늄은 지구 지각에 매우 희귀한 금속이다. 펜틀란다이트 및 파이록시나이트와 같은 광물에서 종종 발견된다. 니켈 정제 과정에서 폐기물로 상업적으로 얻을 수 있다.[3]
오스뮴은 오스미리듐에서 발견된다. 또한 니켈 정제 과정에서 폐기물로 얻을 수도 있다.[4]
하슘은 극도로 방사성이 강하여 지구 지각에서 자연적으로 발견되지 않는다. 납-208 원자를 철-58 원자로 충격시켜 생산된다.[5][6]
생물학적 역할
[편집]철은 건강에 필수적인 인체에 사용되는 미네랄이다. 헤모글로빈과 미오글로빈 단백질의 구성 요소이며, 둘 다 몸 전체에 산소를 운반하는 역할을 한다. 철은 일부 호르몬의 일부이기도 하다. 체내 철분 부족은 철결핍성 빈혈을 유발할 수 있으며, 체내 철분 과다 역시 독성이 있을 수 있다.[7]
일부 루테늄 함유 분자는 암과 싸우는 데 사용될 수 있다.[8] 그러나 일반적으로 루테늄은 인체에서 아무런 역할을 하지 않는다.[3]
각주
[편집]- 1 2 Leigh, Geoffrey J. (1990). 《Nomenclature of inorganic chemistry: recommendations 1990》. Union internationale de chimie pure et appliquée. Oxford London Edinburgh: Blackwell scientific publ. ISBN 978-0-632-02494-0.
- ↑ “Iron - Element information, properties and uses | Periodic Table”. 《www.rsc.org》. 2023년 10월 4일에 확인함.
- 1 2 “Ruthenium - Element information, properties and uses | Periodic Table”. 《www.rsc.org》. 2023년 10월 4일에 확인함.
- 1 2 “Osmium - Element information, properties and uses | Periodic Table”. 《www.rsc.org》. 2023년 10월 4일에 확인함.
- 1 2 “Hassium - Element information, properties and uses | Periodic Table”. 《www.rsc.org》. 2023년 10월 4일에 확인함.
- ↑ “Hassium | Hs (Element) - PubChem”. 《pubchem.ncbi.nlm.nih.gov》. 2023년 10월 4일에 확인함.
- ↑ “Office of Dietary Supplements - Iron” (영어). 《ods.od.nih.gov》. 2023년 10월 4일에 확인함.
- ↑ Skoczynska, Anna; Lewinski, Andrzej; Pokora, Mateusz; Paneth, Piotr; Budzisz, Elzbieta (2023년 5월 30일). 《An Overview of the Potential Medicinal and Pharmaceutical Properties of Ru(II)/(III) Complexes》. 《International Journal of Molecular Sciences》 24. 9512쪽. doi:10.3390/ijms24119512. ISSN 1422-0067. PMC 10253973
|pmc=값 확인 필요 (도움말). PMID 37298471.
