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2021년 6월 21일 (월) 23:10 판
금속(金屬, metal)은 일반적으로 단단하고 광택이 있으며, 열 전도율과 전기 전도도가 높은 물질을 아우른다. 화학에서는 전이 금속과 전이후 금속을 통틀어 일컫는 표현으로 쓰이나, 간혹 준금속을 금속의 정의에 포함시키는 경우도 있다. 일반적으로 상온에서 고체 상태로 존재하며, 특유의 광택을 띠고 열과 전기를 잘 전달하는 도체로, 연성과 전성을 갖는다. 주기율표 상에 위치하는 118개의 원소 중 대략 4분의 3 정도가 일반적인 금속의 정의에 해당된다. 철, 구리, 알루미늄, 금, 주석, 우라늄 등이 자연 상태에서 흔히 발견된다. 보통 금속 원소는 전자를 잃고 양이온이 되기 쉬우며, 비금속은 반대로 전자를 얻기 쉽다. 천문학에서는 수소와 헬륨보다 무거운 원소들을 금속이라 하기도 한다. 골드바로 금의 희소성을 높이기도 한다.
전기차 배터리에 주로 사용되는 2차전지는 리튬이온 배터리다. 리튬이 전기차 배터리 소재로 선택된 건 이온화 경향이 가장 높은 금속이기 때문이다. 이온화 경향은 금속이 전자(-)를 내주고 양이온(+)이 되려고 하는 정도를 말한다.
목차
개요
지구 상에 존재하는 100여 종의 원소 중에서 상온에서 결정 고체로 존재하고, 열과 전기를 잘 전달하며 강도가 크고 연성, 전성이 풍부한 홑원소 물질. 원자가 일정한 거리·간격을 두고 규칙적으로 배열된 결정 고체이다. 헬륨·아르곤·네온과 같은 비활성기체 원소, 염소·불소와 같은 할로겐 원소, 산소, 수소, 황, 질소를 제외한 나머지 80여 종은 금속이 될 수 있는 원소이다. 철, 구리, 알루미늄, 금, 주석, 우라늄 등은 자연 상태에서 흔히 볼 수 있는 금속이다. 수은은 금속임에도 액체 상태를 이루는데 녹는점이 상온(常溫)보다 낮기 때문이나 응고하면 금속성을 갖는다.
금속은 여러 가지 기계적 가공을 할 수 있다. 금속의 흩원소 물질에 해당하는 원소를 금속원소라고 한다. 금속 고체는 면심입방 · 밀집6방 · 체심입방 중 하나의 결정으로 되어 있고 보통은 작은 결정의 집합체로 존재한다. 금속결정은 원자끼리의 금속결합으로 결합되어 있으며 그 때 전자의 일부는 자유전자로 존재한다. 이들 금속의 여러 성질(금속성)은 이 금속결합에 유래한다.
장주기형 주기율표에서 붕소와 아스타틴을 연결하는 선을 그으면 금속원소는 그 왼쪽에 위치한다. 즉 수소를 제외한 I 족(알칼리족과 구리족), II족(알칼리토금속과 아연족), 붕소를 제외한 Ⅲ족, 탄소와 규소를 제외한 Ⅳ족, Ⅷ족(철족과 백금족) 및 Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ족의 a아족에 속하는 원소는 금속원소이다. 이 밖에 안티모니, 비스무트, 폴로늄도 금속원소에 포함시킨다. 또 붕소나 안티몬 등은 전기 저항이 높고, 금속과 비금속의 중간적 성질을 가진 홑원소 물질로 존재하거나 금속적 및 비금속적인 두 가지 변형태로 나타나므로 준금속이라고 한다. 또 상술한 금속 중에도 준금속이 있다. 또 홑원소 물질은 아니지만 각종 합금도 금속성을 지니므로 넓은 의미의 금속에 포함시킬 때가 있다.
금속은 대개 전기적으로 양성이어서 공유결합을 형성하기 어렵고, 비금속과는 이온결합으로 염을 만들기 쉽다. 금속의 산화 물, 수화산물에는 염기성이 많다.
이용
금속은 인간의 역사에 큰 영향을 미쳤고 또 매우 중요한 구실을 하고 있다. 인류의 역사를 청동기 시대나 철기 시대 등, 그 시대에 주로 쓰인 금속의 이름으로 분류하고 있는 것부터가 그 사실을 증명하는 것이다. 금속은 예로부터 인류의 생활을 지탱하고 문화의 발전에 주역을 담당하여 왔다. 그러나 오늘날에도 아프리카나 남태평양의 도서 지방에서 생활을 하고 있는 종족 중에는 전혀 금속을 사용하지 않는 경우도 있다. 사용하더라도 아주 한정된 범위에만 이용하는 경우도 있다.
금속 중에 무기나 농기구로서 그 위력을 보인 것은 청동(구리와 주석의 합금)과 철인데, 이 철이 이용되지 않는 문명이라면 어느 정도 상상해볼 수도 있다. 즉 16세기에 스페인인들의 침략을 받은 끝에 멸망한 남아메리카의 고대 문명(잉카 문명·마야 문명)이 그 예로서, 이들은 금이나 은은 풍부했으나 철은 전혀 모르고 있었다. 철을 몰랐다고 해서 그 문명이 원시적 단계에 있었던 것이 라고는 볼 수 없다. 그들은 훌륭한 국가 조직을 이루고 있었으며 특히 토목 기술은 매우 발달되어 있었다. 웅장한 피라미드나 궁전의 유적이 그러한 사실을 잘 말해 주고 있다. 그러나 이 대제국은 소수의 스페인인들의 손에 의해서 쉽게 멸망하고 말았다. 그 원인은 주로 철이 없었기 때문이다. 철이 없으면 무기가 약할 수 밖에 없고, 그 뿐만 아니라 산업 전체가 뒤떨어지게 마련이다. 농업에서도 나무나 석기 농기구로 경작하는 것이므로 그 생산력이 여간해서는 증진되지 못함은 뻔한 일이다. 전체 산업이 뒤떨어지면 그 사회 전체의 힘도 약하다. 그러므로 어떤 부분이 아무리 발달했더라도 남미의 고대국가는 실은 힘이 약한 사회였던 것이다. 금속 재료가 우리들의 생활에 없어서는 안 되는 것임은 오늘날에 있어서는 엄연한 사실이지만, 옛날부터 금속이 너무도 인간 생활에 가까이 있어 왔기 때문에 우리는 그런 사실을 잊어버리는 경우가 많다. 금속을 잘 이용하는 일이 고대의 인류에게 있어서 중요했던 그 이상으로 우주 시대인 오늘날의 우리에게 중요한 것이다.
종류
사실 수소와 할로겐 원소, 비활성 기체와 주기율표 오른쪽 위 구석의 일부 원소들을 제외하면 모두 금속이다.
족별 분류는 ㈜해시넷 위키의 주기율표를 기준으로 하며, 준금속도 포함한다.
준금속은 뒤에 @를 붙인다.
아직 실험으로 금속성이 확인되지 않았으나, 규칙에 의해 금속성을 띨 가능성이 있는 인공원소는 ?를 붙인다.
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참고자료
- 〈금속〉, 《위키백과》
- 〈금속〉, 《나무위키》
- 〈금속(metal, 金屬)〉, 《사이언스올》
같이 보기
