지구에는 6가지 주요 알칼리토금속이 있습니다. 이는 pH가 7 이상이라는 것을 의미합니다. 6가지 알칼리토금속 모두 표면이 윤기 있고 은빛으로 빛나는 등 유사한 특성을 가지고 있다고 합니다. 알칼리 금속보다 녹는점과 끓는점이 높습니다. 알칼리토금속은 원자가 전자가 두 개이고 +2개의 양이온을 형성하며 전기음성도가 낮습니다.
이제 이 블로그를 끝까지 읽어 알칼리 토금속과 그 산화물에 대해 더 자세히 알아보세요. 더 나아가 알칼리 금속의 응용 분야에 대해서도 배우게 될 것입니다.
알칼리 토금속 목록은 다음과 같습니다.
1 베릴륨(Be): 베릴륨은 주기율표 2족에 속하는 6가지 알칼리토금속 중 하나입니다. 알칼리토금속 중 첫 번째 금속입니다. 단단하고 열전도도, 내식성, 비자성 등의 특징을 가지고 있습니다. 베릴륨은 물과 반응하지 않습니다. 순수한 베릴륨은 구하기 어렵지만, 토양, 석탄, 광석 등에서 발견될 수 있습니다. 베릴륨의 녹는점은 섭씨 1277도이고 끓는점은 섭씨 2770도입니다.
산화베릴륨(BeO): 산화베릴륨은 베릴륨과 산화물이 1:1의 동일한 비율로 결합된 물질입니다. 흰색이며 가열 시 유독 가스를 방출합니다. 산화베릴륨에 장시간 직접 접촉하면 베릴륨증을 유발하여 폐에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 폐암을 유발할 수 있습니다. 산화베릴륨의 녹는점은 섭씨 2507도이고 끓는점은 섭씨 3905도입니다.
2. 마그네슘(Mg): 알칼리 토금속의 두 번째 예입니다. 가볍고 단단하며 은처럼 흰색입니다. 표면층이 금속을 공기로부터 보호하기 때문에 내식성이 뛰어납니다. 마그네슘의 녹는점과 끓는점은 각각 섭씨 650도와 섭씨 1090도입니다. 마그네슘의 가장 큰 자원은 호수와 바닷물에서 발견됩니다.
산화마그네슘(MgO): 산화마그네슘은 마그네시아라고도 합니다. 마그네슘이 공기와 반응하여 형성됩니다. 이 반응은 분자를 가열하면 역반응으로 전환될 수 있습니다. 자연에서는 페리클레이스 광물로 발견됩니다. 산화마그네슘은 실험실에서도 제조할 수 있습니다. 물과 혼합하면 수산화마그네슘(Mg(OH)₂)이 됩니다. 산화마그네슘의 녹는점은 섭씨 2852도이고 끓는점은 섭씨 3600도입니다.
3 칼슘(Ca): 칼슘은 지각에서 세 번째로 풍부한 금속으로 알려져 있습니다. 석고, 석회암, 형석에서 발견됩니다. 칼슘은 공기에 노출되면 표면에 어두운 산화-질화 층을 형성합니다. 연성이 있으며 전기 전도성이 낮습니다. 칼슘의 녹는점은 섭씨 839±2도이고 끓는점은 섭씨 1484도입니다.
산화칼슘(CaO): 산화칼슘의 다른 이름은 석회 또는 생석회입니다. 산화칼슘은 석회 가마에서 석회암이나 탄산칼슘을 함유한 물질을 가열하여 제조합니다. 산화칼슘의 녹는점은 섭씨 2613도이고 끓는점은 섭씨 2850도입니다. 물과 글리세롤에 용해될 수 있으며, 고온에서도 잘 견딥니다. 산화칼슘은 2643K 이상의 온도에서 가열하면 밝게 빛납니다.
4. 스트론튬(Sr): 스트론튬은 스트론티아나이트와 같은 다른 원소와 화합물 형태로 자연적으로 생성됩니다. 물과 산소와 쉽게 반응하기 때문에 자연에는 순수한 원소로 존재하지 않습니다. 스트론튬의 표면은 은색을 띱니다. 스트론튬은 칼슘보다 무르며, 실온에서 고체 상태입니다. 스트론튬의 녹는점은 섭씨 777도이고 끓는점은 섭씨 1377도입니다.
산화스트론튬(SrO): 스트론튬이 산소와 반응하여 생성됩니다. 산화물이 생성되면 노란색으로 변합니다. 녹는점은 섭씨 2430도, 끓는점은 섭씨 3000도입니다. 수산화칼륨 용액에는 완전히 용해되고, 알코올에는 약간 용해되며, 에테르와 아세톤에는 용해되지 않습니다. 물과 반응하면 수산화스트론튬(Sr(OH)2)을 생성하고 반응 중 열을 방출합니다.
5 바륨(Ba): 바륨은 스트론튬과 유사하지만 자연에서 순수한 형태로 발견될 수 없습니다. 산소 및 물과 쉽게 반응하기 때문입니다. 따라서 바륨은 중정석 광물에서 추출됩니다. 다른 금속에 비해 무르며, 지각의 약 0.05%를 차지합니다. 바륨은 높은 전도성과 화학적 반응성을 가지고 있습니다. 녹는점은 섭씨 725도이고 끓는점은 섭씨 1640도입니다.
산화바륨(BaO): 바리아(Baria)라고도 합니다. 산화바륨은 탄산바륨을 1000°C에서 1450°C 사이의 온도에서 가열하여 형성됩니다. 에탄올에는 용해되지만 아세톤과 액체 암모니아에는 용해되지 않습니다. 산화바륨의 녹는점은 1923°C이고 끓는점은 2000°C입니다.
6 라듐(Ra): 여섯 번째 알칼리토 금속입니다. 라듐의 녹는점은 섭씨 700도이고 끓는점은 섭씨 1737도입니다. 라듐은 암석과 토양에서 매우 소량 발견됩니다. 라듐이 붕괴하기 시작하면 라돈이라는 방사성 기체가 생성됩니다. 과다 노출 시 폐암을 유발할 수 있습니다.
산화라듐(RaO): 산화라듐은 라듐 금속을 공기 중에서 가열하여 얻을 수 있습니다. 몰 질량이 242g/mol인 고체 형태를 띠고 있습니다. 산화라듐은 물과 반응하여 수산화라듐 Ra(OH)2를 형성합니다.
응용 프로그램
6대 알칼리토금속은 다양한 용도로 사용됩니다. 독특한 특성으로 인해 특정 산업에 유용하게 활용됩니다. 주요 용도는 다음과 같습니다.
1. 항공우주 산업: 베리륨은 내식성과 내마모성이 우수합니다. 강도가 높고 단단한 소재이기 때문에 항공우주 산업 부품에 사용됩니다.
2 원자력 산업: 베리륨 산화물은 높은 녹는점으로 인해 원자력 산업에서 널리 사용됩니다. 군용 차량 장갑, 로켓 노즐, 핵연료, 그리고 핵 감속재에 사용됩니다.
3 합금제: 마그네슘은 다양한 다른 금속과 합금되어 그 특성을 향상시킵니다. 합금은 마그네슘을 더 강하고, 내식성이 뛰어나며, 무게가 가볍도록 만듭니다.
4. 불꽃놀이: 마그네슘을 태우면 밝은 흰색 빛이 납니다. 이러한 마그네슘의 특성 덕분에 불꽃놀이 제작에 적합합니다.
5 건축 자재: 칼슘 화합물은 콘크리트, 시멘트, 모르타르와 같은 건축 자재에 널리 사용됩니다.
6. 식이 보충제: 칼슘은 사람과 동물 모두의 뼈 건강 증진에 중요한 성분입니다. 주요 칼슘 보충제로는 탄산염과 구연산염이 있습니다.
7. X선 영상: 황산바륨은 바륨 화합물로, X선 영상에 널리 사용됩니다. 물에 녹지 않으며 X선 영상에서 조영제를 제공합니다.
8. 불꽃놀이: 스트론튬은 연소 시 밝은 붉은 불꽃을 생성합니다. 따라서 불꽃놀이 및 조명탄 제조에 적합합니다.
9. 역사적 사용: 1970년대까지 라듐은 다이얼, 항공기 스위치, 시계, 시계용 자체 발광 페인트를 만드는 도구로 사용되었습니다.
10 자동차: 마그네슘과 베릴륨은 엔진 제작에 사용되고, 칼슘은 배터리 제작에 사용됩니다. 마그네슘은 자동차 차체 부품 제작에도 사용됩니다.
11 탈황: 마그네슘은 철과 강의 탈황에 사용됩니다. 정련 과정에서 황 불순물을 제거합니다.
자주 묻는 질문
1 주기율표에는 몇 개의 금속이 있나요?
현대 주기율표에는 총 118개의 원소가 있습니다. 이 중 금속 89개, 비금속 22개, 준금속 7개가 있습니다.
2 희토류 원소는 몇 개나 있나요?
세계에는 희토류 원소가 17종이나 있습니다.
3. A족 원소 주기율표에는 어떤 원소들이 있나요?
주기율표의 1A족에는 알칼리 금속이, 2A족에는 알칼리 토금속이, 7A족에는 할로겐이, 8A족에는 비활성 기체가, 3~12족에는 전이 원소가 포함됩니다.
4 알칼리 금속은 주기율표에서 어느 쪽에 있나요?
알칼리 금속은 주기율표의 왼쪽에 있습니다.
5 주기율표의 그룹 이름은 무엇입니까?
주기율표에는 총 18족이 있습니다. 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 스칸듐족, 티타늄족, 바나듐족, 크롬족, 망간족, 철족, 코발트족, 니켈족, 구리족, 아연족, 붕소족, 탄소족, 질소족, 산소족, 플루오린족, 네온족입니다.
6 알칼리 금속은 주기율표의 어디에 있나요?
6가지 알칼리 토금속은 주기율표의 1족 열의 왼쪽에 있습니다.
7 알칼리 토금속은 양이온이나 음이온을 형성합니까?
알칼리토금속은 양이온을 형성합니다. 다른 원소와 반응할 때 전자 두 개를 얻는 대신 전자를 잃습니다. 이것이 바로 양이온입니다.
결론
이 블로그를 끝까지 읽으셨다면 알칼리 토금속, 그 산화물, 그리고 그 응용 분야에 대한 충분한 지식을 얻으셨을 것입니다. 각 금속은 고유한 특성을 지니고 있어 다양한 산업 분야에 적합합니다. 항공우주 산업, 원자력 산업, 건축 자재, 자동차 산업 등 다양한 산업에서 널리 사용되고 있습니다.