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admin

2017-01-16 12:49:36

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철족원소[element of iron group]

8족의 제4주기에 철, 코발트, 니켈이 나란히 하고 있다. 이 그룹을 철족원소라고 부르고 있다. 원자번호는 26, 27, 28로 전이금속이라고 하는 원소에 속한다. 원자의 전자구조는 아르곤의 전자구조에 덧붙여 최외각에는 N궤도의 4s 부궤도에 2개의 전자가 있고, 그 아래 M궤도의 3d 부궤도에 철부터 순서로 전자가 6, 7, 8개로 하나씩 증가한다. 따라서 이들 전이금속은 전자구조가 비슷하기 때문에 공통의 성질을 가지고 있다. 철족원소는 단단하고 강인하며 녹는점이나 끓는점이 높으므로 구조재나 내열재료에 쓰인다. 열이나 전기의 양도체이다. 전이금속은 일반적으로 상자성이나 철족원소만은 강자성으로 자석에 쓰이고 있다. 전이금속 상호간이나 다른 금속과는 합금을 만들 수 있는데, 예를들면 코발트와 강의 합금은 절삭공구나 자석의 제조에 이용되고 있다. 또 니켈 36%-철합금은 인바라고 하여 상온에서 열팽창계수가 매우 작고 녹발생이 어려우므로 척도 등 길이의 원기(原器)나 시계의 진자 등에 쓰이고 있다. 또 니켈-크롬-철합금은 내식성이 있어 스테인리스강으로 널리 쓰이고 있다.

일반적으로 다종의 원자가를 나타내고 산화물에서는 고산화수일 때 산성, 저산화수일 때 염기성, 중간에서는 양쪽성인 경우가 많다. 산화수는 철이 2에서 6까지, 코발트가 2에서 5까지, 니켈이 2에서 4까지이다. 염기성은 산화수가 증가하면 감소한다. 산화제일철(FeO)은 염기성이나 산화제이철(Fe2O3)은 양쪽성이다. 산화수가 6인 것은 적색의 FeO42-이온을 함유하는 철염이 있고 강한 산화제이다. 각종의 안정한 착화합물을 만들기 쉽고 그 대부분은 유색이다. 제일철이온의 착체에는 혈액 속의 헤모글로빈이 있고 적색이다. 철족원소는 수소보다 이온화경향이 크다. 철이 가장 크고 녹발생이 쉽다. 스테인리스강은 표면에 산화막을 형성하여 녹을 방지하고 있다.