철

금속: 철[편집]

족	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
	원소의 상태(상온에서)							금속							비금속
	고체	액체	기체	미지	마젠타색은 원자번호			알칼리 금속	알칼리 토금속	란타넘족	악티늄족	전이금속	전이후금속	준금속		비금속	할로젠	비활성 기체
주기
1	H 1 수소																	He 2 헬륨
2	Li 3 리튬	Be 4 베릴륨											B 5 붕소	C 6 탄소	N 7 질소	O 8 산소	F 9 플루오린	Ne 10 네온
3	Na 11 소듐	Mg 12 마그네슘											Al 13 알루미늄*	Si 14 규소	P 15 인	S 16 황	Cl 17 염소	Ar 18 아르곤
4	K 19 포타슘	Ca 20 칼슘	Sc 21 스칸듐	Ti 22 타이타늄	V 23 바나듐	Cr 24 크로뮴*	Mn 25 망가니즈	Fe 26 철	Co 27 코발트	Ni 28 니켈	Cu 29 구리	Zn 30 아연	Ga 31 갈륨	Ge 32 저마늄*	As 33 비소	Se 34 셀레늄*	Br 35 브로민	Kr 36 크립톤
5	Rb 37 루비듐	Sr 38 스트론튬	Y 39 이트륨	Zr 40 지르코늄*	Nb 41 나이오븀*	Mo 42 몰리브데넘	Tc 43 테크네튬	Ru 44 루테늄*	Rh 45 로듐	Pd 46 팔라듐	Ag 47 은	Cd 48 카드뮴*	In 49 인듐	Sn 50 주석	Sb 51 안티모니	Te 52 텔루륨	I 53 아이오딘*	Xe 54 제논
6	Cs 55 세슘	Ba 56 바륨	57~71 란타넘족	Hf 72 하프늄*	Ta 73 탄탈럼*	W 74 텅스텐	Re 75 레늄*	Os76 오스뮴*	Ir 77 이리듐	Pt 78 백금	Au 79 금	Hg 80 수은	Tl 81 탈륨	Pb 82 납	Bi 83 비스무트	Po 84 폴로늄*	At 85 아스타틴	Rn 86 라돈
7	Fr 87 프랑슘	Ra 88 라듐	89~103 악티늄족	Rf 104 러더포듐	Db 105 더브늄*	Sg 106 시보귬*	Bh 107 보륨	Hs 108 하슘	Mt 109 마이트너륨	Ds 110 다름슈타튬	Rg 111 뢴트게늄*	Cn 112 코페르니슘	Nh 113 니호늄	Fl 114 플레로븀*	Mc 115 모스코븀*	Lv 116 리버모륨	Ts 117 테네신	Og 118 오가네손
원자번호 118번 이후...												미발견 • 미확정 원소는 여기로.			*: 끝말잇기 한방단어. 잘 써라.
란타넘족		La 57 란타넘	Ce 58 세륨	Pr 59 프라세오디뮴*	Nd 60 네오디뮴*	Pm 61 프로메튬	Sm 62 사마륨	Eu 63 유로퓸*	Gd 64 가돌리늄*	Tb 65 터븀*	Dy 66 디스프로슘	Ho 67 홀뮴*	Er 68 어븀*	Tm 69 툴륨	Yb 70 이터븀*	Lu 71 루테튬
악티늄족		Ac 89 악티늄*	Th 90 토륨	Pa 91 프로탁티늄*	U 92 우라늄*	Np 93 넵투늄*	Pu 94 플루토늄*	Am 95 아메리슘	Cm 96 퀴륨	Bk 97 버클륨	Cf 98 캘리포늄*	Es 99 아인슈타이늄*	Fm 100 페르뮴*	Md 101 멘델레븀*	No 102 노벨륨	Lr 103 로렌슘

오늄(Onium)
Ps 없음 포지트로늄	Mu ?? 뮤오늄

鐵

순우리말로 쇠라고 한다. 빅뱅으로 탄생한 수소 원자가 항성 핵융합 반응으로 도달할 수 있는 마지막 원소로서 별의 잔해라고 할 수 있는 원소다. 우리은하에 존재하는 보통 물질(바리온) 중 철의 비율이 0.109%인데 수소와 헬륨이 98%를 차지한다는 걸 생각하면 우주에서도 풍부하다. 철을 넘어서는 원소들은 초신성까지 진화한 별이나 밀집성의 충돌, 블랙홀의 강착 원반이나 제트에서 생성될 수 있는데 이런 극단적인 상태까지 진화할 수 있을 정도로 질량이 무거운 항성이 드물어서 매우 희귀하다.

수소에서 시작한 핵융합 반응은 주계열 영년시의 질량이 태양 질량의 12배를 넘었을 때만 최후의 반응인 규소 핵융합을 진행할 수 있다. 하지만 규소 핵융합 반응(규소 연소 반응)은 이전의 반응과 달리 발열 반응이 미약해서 무지막지한 항성의 자체 질량이 가하는 중력 붕괴에 대항할 에너지를 충분히 생산하지 못해서 길어봐야 하루 정도만 지속되고, 항성의 핵 내부도 28~35억 켈빈에 달하는 극고온 상태라 광붕괴(핵이 고에너지 감마선을 흡수해 들뜬 상태가 되면서 양성자나 중성자를 방출하는 현상) 반응이 일어나 니켈-56의 핵융합을 방해하기까지 한다. 이 때문에 니켈-56 핵융합은 거의 진행되지 못하고 초신성 폭발을 일으키게 되며 니켈-56은 코발트-56을 거쳐 철-56으로 붕괴한다.

핵자 구조 매커니즘에서는 질량 대비 결합에너지가 가장 커서 핵융합과 핵분열을 시키려면 오히려 외부에서 에너지를 공급해줘야 한다.(흡열 반응) 결합에너지 자체가 가장 큰 원소는 니켈-62이지만 철 원자는 니켈 원자보다 양성자의 비율이 더 많아서(양성자는 중성자보다 0.14% 가볍다) 질량 대비로는 철이 1등이다.

지구 지각을 구성하는 원소들 중 가장 흔한 원소들을 묶어서 부르는 클라크 수 4위에 들어갈 정도로 워낙 흔하다 보니까(지구 전체로 보면 32%로 가장 많지만 비중이 커서 핵으로 많이 가라앉았다) 종이보다 더 싸다. 1kg당 800원 정도 한다. 시세 변동에 따라 어느 정도 오차는 있을 수 있다. 문제는 종이가 1kg당 1200원 정도 한다는 거.

똑같은 강철이라도 1900년대 초반에 제조된 것과 21세기에 제조된 것의 품질 차이는 무척 커서 타이타닉이 현재 기술을 적용한 강철로 건조했다면 버틸 수 있었을 것이다. 실제로 잔해에서 샘플을 채취해 검사했더니 철의 탄성을 높여주는 성분인 망간과 한 번 생긴 균열을 확산시키는 황의 비율이 6.8:1이어서 당대에는 최고급이었지만 똥철이었다. 강철 제조 기술이 더 발달한 현재의 강철은 망간과 황의 비율이 200:1이다.

철 제련법[편집]

철광석(Fe₂O₃)과 코크스(C), 산소(O₂)가 필요하다.

먼저 코크스와 산소를 이용해 불완전 연소를 일으킨다. (2C+O₂→2CO) 그러면 일산화탄소(CO)가 생성될 것이다.

일산화탄소(3CO)로 철광석(Fe₂O₃)을 환원시키면 순수 철과 이산화탄소가 생성된다. (Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂)

종류[편집]

철분[편집]

모든 식물과 동물의 생명활동에 필요한 것. 육지에서 멀리 떨어진 대양은 생물이 별로 서식하지 않는데 그 원인이 먹이사슬의 최하위를 차지하는 식물성 플랑크톤의 성장에 필요한 철 원소가 거의 없기 때문.

무쇠[편집]

다른 말로는 주철, 선철이라고 부른다. 탄소량이 강철보다 더 많아서(2.0%~6.67%) 강도나 경도는 더 높은 대신 인성이 없어서 충격을 받으면 쉽게 깨진다. 거푸집에 쇳물을 부어서 굳혀서 생산하는 주조 방식에 어울리는 성질이 있어서 가마솥 같은 일상용품을 만드는 데 많이 쓰인다.

강철[편집]

탄소 함유량이 0.035%에서 1.7%인 철을 말한다. 탄소 함유량이 높아질수록 열처리를 통해 강도와 경도가 올라가지만 지나치게 많으면 메진 성질이 생겨서 충격에 오히려 취약해진다. (유리처럼 깨진다) 그래서 구조재로 쓰는 강철의 탄소량은 0.04~0.6%고 칼이나 공구 날에 쓰는 강철은 0.6~1%다. 산업혁명 이전에 강철을 만들려면 연철에 탄소를 추가로 주입해서(침탄) 만들었는데 몇날 며칠이고 고온에서 가열해서 탄소를 침투시켜야 했기 때문에 시간과 비용이 많이 들었고 생산량도 적었다. 이 때문에 야금술이 발달하지 못했던 고대에는 철질 운석을 채집해 녹여서 강철을 만들기도 했다. 대표적인 유물이 투탕카멘의 관에서 발굴된 철제 단검으로 이 검을 X선 검사한 결과 11%의 니켈이 들어있어 운철로 만들었다는 걸 알 수 있었다. (산업 혁명 이전에 만든 철제 검의 니켈 함유량은 많아봐야 4%를 못 넘었다)

그러디가 19세기 중반에 전로가 발명되면서 강철을 대량으로 생산할 수 있게 됐다. 흔히 철하면 떠올리는 이미지는 전부 강철이고 그만큼 일상생활에서도 흔히 쓰인다.

고철[편집]

오래된 철, 낡은 기계도 흔히 고철이라 한다. 아재들 사이에선 고물이라고 통칭한다. 주로 녹슨 쇠가 많으며 더이상 재사용이 불가능하고 녹여서 재활용 해야하는 쇠를 일컫는다.

연철[편집]

탄소 함량이 매우 적고(0.05%~0.25%) 불순물(슬래그라고 한다. 1~2%)이 많은 철이다. 강철 제조 기술이 발달하지 않았떤 산업 혁명 초기에는 주철을 대신해 철도 레일에도 쓰였으나(주철로 만든 레일이 기차의 무게를 못 견디고 깨져버렸기 때문) 강철을 찍어내는 현대에는 강철에게 자리를 다 뺏겨서 수요가 없다.

황철[편집]

황과 철을 스까부은거.

똥철[편집]

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"야, 똥 먹는데 카레 얘기 하지 마라." "똥이나 처먹어 이 새끼들아!"