중금속

Heavy metals
이 기사는 화학 원소에 관한 것이다.다른 용도는 헤비메탈(동음이의)을 참조하십시오.
오스뮴 결정, 납보다 밀도가[1] 거의 두 배 높은 중금속
의 시리즈의 일부
주기율표
주기율표 양식
주기율표 이력
요소 세트
주기율표 구조별
금속구분별
기타 특징
요소들
화학 원소 목록
요소의 속성
요소의 데이터 페이지

중금속은 일반적으로 비교적 높은 밀도, 원자량 또는 원자 번호를 가진 금속으로 정의된다.사용된 기준과 메탈로이드가 포함되는지 여부는 저자 및 상황에 [2]따라 달라집니다.예를 들어, 야금학에서 중금속은 밀도에 기초해 정의될 수 있는 반면, 물리학에서 구별 기준은 원자 번호일 수 있는 반면 화학자는 화학적 거동에 더 관심을 가질 수 있다.좀 더 구체적인 정의는 발표되었지만 널리 받아들여진 것은 없다.이 기사에서 조사한 정의는 알려진 118개의 화학 원소 중 96개까지 포함되며, 수은, 납, 비스무트만이 모든 원소를 충족합니다.이러한 합의의 결여에도 불구하고, 이 용어는 과학에서 널리 사용되고 있다.5g/cm3 이상의 밀도는 종종 일반적으로 사용되는 기준으로 인용되며 이 문서의 본문에 사용된다.

철, 구리, 주석과 같은 일반적인 금속과 은, 금, 백금과 같은 귀금속과 같이 알려진 최초의 금속은 중금속입니다.1809년부터 마그네슘, 알루미늄, 티타늄과 같은 경금속과 갈륨, 탈륨, 하프늄과 같은 잘 알려지지 않은 중금속이 발견되었다.

일부 중금속은 필수 영양소(일반적으로 철, 코발트 및 아연)이거나 비교적 무해한(루테늄, 은, 인듐 등)이지만 많은 양 또는 특정 형태로 독성이 있을 수 있습니다.카드뮴, 수은, 납과 같은 다른 중금속들은 매우 독성이 강하다.중금속 중독의 잠재적 발생원에는 광산, 미싱, 산업 폐기물, 농업 유출, 직업상 노출, 페인트 및 처리된 목재 등이 포함됩니다.

관련된 금속이 항상 일관되게 정의되는 것은 아니기 때문에 중금속의 물리적 및 화학적 특성은 주의해서 다루어야 한다.중금속은 비교적 밀도가 높을 뿐만 아니라 가벼운 금속보다 반응성이 낮고 용해성 황화물과 수산화물이 훨씬 적은 경향이 있습니다.텅스텐과 같은 중금속과 나트륨과 같은 가벼운 금속을 구별하는 것은 비교적 쉬운 반면, 아연, 수은, 납과 같은 몇몇 중금속은 가벼운 금속의 특성을 가지고 있고, 베릴륨, 스칸듐, 티타늄과 같은 가벼운 금속은 무거운 금속의 특성을 가지고 있다.

중금속은 지구 지각에는 비교적 드물지만 현대 생활의 많은 측면에 존재한다.예를 들어 골프채, 자동차, 방부제, 자가 청소 오븐, 플라스틱, 태양 전지판, 휴대전화, 입자 가속기 등에 사용된다.

정의들

주기율표의 중금속 열 지도
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H 그
2 리 있다 B C N O F 네
3 나 Mg 알 시 P S 클론 아르
4 K Ca 스케이 티 V Cr Mn Fe 회사 니 CU Zn 가 ge ~하듯이 세 브르 Kr
5 Rb 시르 Y Zr Nb 모 Tc 루 Rh PD 아그 CD 인 스니 Sb 테 I Xe
6 Cs 바 1 asterisk 루 HF 타 W 레 OS Ir Pt 오 Hg Tl PB 비 포 앳 Rn
7 프루 라 1 asterisk Lr Rf 데이터베이스 Sg Bh Hs 산 Ds Rg Cn Nh 플 맥 Lv Ts 오그
1 asterisk 라 Ce PR Nd Pm SM 에우 Gd Tb Dy 호 음.정말 Tm YB
1 asterisk AC Th(Th) 빠 U Np 푸 암 Cm Bk Cf Es Fm Md 아니요.
충족된 기준 수:
요소 수:

10
3

9
5

8
14

6–7
56

4–5
14

1–3
4

0
3

비금속
19
이 표는 이 섹션에 나열된 10가지 기준 중 각 금속이 충족하는 중금속 수를 보여준다. 즉, 밀도에 기초한 2가지 기준, 원자량에 근거한 3가지 기준, 원자 번호에 근거한 2가지 기준, 화학적 거동에 [n 1]관한 3가지 기준이다.이는 수은, 납, 비스무트를 제외하고 개념을 둘러싼 합의가 없음을 보여준다.

주기 말기(행) 4~7에 가까운 6개의 원소(행)는 금속으로 취급됩니다.이 원소들은 게르마늄(Ge), 비소(As), 셀레늄(Se), 안티몬(Sb), 텔루륨(Te), 아스타틴(At)[16][n 2]입니다.오가네손(Og)은 비금속 취급입니다.

파선으로 둘러싸인 금속은 5 g/cm3 이상의 밀도를 가진다(또는 At 및 Fm-Ts의 경우, 예상).

헤비메탈에 대한 널리 합의된 기준 기반의 정의는 없다.문맥에 따라 이 용어에 다른 의미가 붙을 수 있다.예를 들어, 야금학에서는 밀도에 기초하여 [17]중금속을 정의할 수 있지만, 물리학에서는 구별 기준이 원자 번호일 수 있으며,[18] 화학자나 생물학자는 화학적 [10]거동에 더 관심을 가질 수 있습니다.

밀도 기준 범위는 3.5g3/cm 이상에서 7g3/[3]cm 이상이다.원자량 정의는 나트륨(원자량 22.98)[3]보다 크거나 40(s블록 및 f블록 금속 제외, 따라서 스칸듐으로 시작)[4]보다 크거나 수은에서 200 이상일 수 있다.[5]중금속의 원자 번호는 일반적으로 20(칼슘)[3]보다 크며, 때로는 92(우라늄)[6]로 제한되기도 한다.원자 번호에 기초한 정의는 밀도가 낮은 금속을 포함한다는 비판을 받아왔다.예를 들어 주기율표의 그룹(컬럼)1의 루비듐은 원자번호가 37이지만 밀도가 1.532g/cm에3 불과해 다른 [19]저자가 사용한 임계값 수치보다 낮다.원자량 기반 [20]정의에서도 동일한 문제가 발생할 수 있습니다.

미국 약국에는 금속 불순물을 착색 황화물로 [7][n 3]침전시키는 중금속 검사가 포함되어 있습니다.1997년, 이 용어에 대한 50년 경험의 맥락에서 쓴 화학 교수 스티븐 호크스는 이 용어가 "물에 착색된 용액을 만들어 내는 불용성 황화물과 수산화물을 가진 금속에 적용되었다"고 말했다.그는 중금속이라고 불렀던 금속을 바탕으로 주기율표 3열에서 16열의 모든 금속,[10][n 4] 즉 4열 이상의 전이금속과 전이후 금속으로 정의하는 것이 유용할 것이라고 말했다.랜타니드는 호크스의 세 부분으로 이루어진 묘사를 만족시킨다; 악티니드의 [n 5][n 6]지위는 완전히 정착되지 않았다.

생화학에서 중금속은 수용액에서 이온의 루이스산(전자쌍 수용체) 거동에 기초하여 B급과 경계선 [41]금속으로 정의되기도 한다.이 방법에서 A급 금속 이온은 산소 공여체를 선호하고, B급 이온은 질소 또는 황 공여체를 선호하며, 경계선 또는 양가 [n 7]이온은 상황에 따라 A급 또는 B급 특성을 보인다.전기음성도가 낮고 이온 특성이 큰 결합을 형성하는 경향이 있는 클래스 A 금속은 알칼리 및 알칼리 토류, 알루미늄, 그룹 3 금속, 란타니드 [n 8]및 악티니드이다.B급 금속은 전기음성도가 높고 상당한 공유가 특성을 가진 결합을 형성하는 경향이 있으며, 주로 무거운 전이 금속과 전이 후 금속이다.경계선 금속은 주로 가벼운 전이 금속과 전이 후 금속(비소 및 안티몬 포함)으로 구성됩니다.A급 금속과 다른 두 범주 간의 차이는 [45]뚜렷하다.헤비메탈(Heavy Metal)이라는 명칭[11] 대신 이러한 분류 범주를 사용하자는 자주 인용되는[46] 제안은 널리 [47]채택되지 않았다.

밀도에 따른 중금속 목록

5g/cm3 이상의 밀도는 일반적인 중금속 정의[48] 인자로 언급되기도 하며, 만장일치 정의가 없는 경우 이 목록을 채우고 (별도 명시되지 않은 한) 기사의 나머지 부분을 안내하기 위해 사용된다.적용 가능한 기준(예: 비금속 및 안티몬)을 충족하는 금속은 중금속, 특히 환경화학에서 [49]중금속으로 간주되기도 합니다.셀레늄(밀도 4.8g3/[50]cm)도 목록에 포함된다.이는 밀도 기준에는 약간 못미치고 일반적으로 금속으로[16] 인식되지는 않지만 비소 및 [51]안티몬과 유사한 수인성 화학작용을 한다.베릴륨[52](밀도 1.8g/cm3),[53] 알루미늄[52](2.7g/cm3),[54] 칼슘[55](1.55g/cm3)[56] 및 바륨[55](3.6g/[57]cm3)과 같이 때때로 "중" 금속으로 분류되거나 처리되는 다른 금속은 여기에서 경금속으로 취급되며 일반적으로 더 이상 고려되지 않는다.

주로 상업 채굴에 의해 생산된다. (일반적으로 경제적 의미에 따라 분류됨)
전략(30)
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
여러 국가의 업무에 필수불가결한 것으로 간주됩니다.
전략적[58] 이익
이 30개에는 여기에 기재되어 있는22개 및
아래 8개 (귀중품 6개, 상품 2개)
소중 (8)
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
희귀하고 비용이[59] 많이 든다
전략:
비전략적:
상품(9)
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
LME에서 톤 단위로 거래됨
전략:
비전략적:
마이너(14)
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
전략, 가치, 상품 모두 없음
인공변형을 주력으로 제작 (일반적으로 안정성에 따라 분류됨)
장수명 (15)
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
반감기가 1일 이상
일시 삭제(16)
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
반감기가 1일 미만
† 안티몬, 비소, 게르마늄 및 텔루륨은 일반적으로 금속으로 인식되지만 셀레늄은 그렇지 않습니다.[16]
‡ 아스타틴은 금속으로 예측된다.[60]
☢ 이들 34개 원소의 동위원소는 모두 불안정하기 때문에 방사성이다.비스무트도 그렇지만, 190억 년의 반감기가 우주의 추정 나이 138억 년의 10억 배 이상이기 때문에 그렇게 두드러지지 않는다.[61][62]
이 8가지 요소는 자연적으로 발생하지만 경제적으로 실행 가능한 추출을 하기에는 양이 너무 적다.[63]

용어의 기원과 사용

금, 구리, 철과 같은 자연적으로 발생하는 금속의 무거움은 선사시대에도 발견되었을 수 있으며, 그 유연성에 비추어 금속 장식품, [64]도구, 무기를 만드는 첫 번째 시도를 이끌었다.그 때부터 1809년까지 발견된 모든 금속은 비교적 높은 밀도를 가지고 있었다. 그 중량은 유일하게 구별되는 [65]기준으로 여겨졌다.

1809년부터 나트륨, 칼륨, 스트론튬과 같은 경금속이 분리되었다.그들의 낮은 밀도는 통념에 도전했고, 그것은 그것들을 메탈로이드(metaloids, "형태 또는 [66]외관의 금속"을 의미한다)라고 부르도록 제안되었다.이 제안은 무시되었다; 새로운 원소는 금속으로 인식되었고, 그 후 금속이라는 용어는 비금속 원소, 그리고 나중에는 금속 [67]또는 비금속이라고 표현하기 어려운 원소를 가리키는 데 사용되었다.

"중금속"이라는 용어의 초기 사용은 독일의 화학자 Leopold Gmelin이 비금속, 경금속, [68]중금속으로 원소를 나눈 1817년부터 시작되었다.경금속의 밀도는 0.860–5.0g/cm3, 중금속은 5.308–22.[69][n 9]000이었다.이 용어는 나중에 원자량이 높거나 원자 [19]번호가 높은 원소와 관련지어지게 되었다.헤비 엘리먼트라는 용어와 교환하여 사용되기도 합니다.예를 들어, 핵 화학의 역사를 논할 때, 마기는[70] 악티니드가 한때 새로운 중원소 전이 그룹을 나타내는 것으로 여겨진 반면, 시보그와 동료들은 "열과 같은 중금속 희토류를 좋아"했다고 지적한다.그러나 천문학에서 무거운 원소는 수소와 [71]헬륨보다 무거운 원소이다.

비판

2002년 스코틀랜드의 독물학자 존 더퍼스는 과거 60년간 사용된 정의를 검토한 결과,[72] 그 용어가 사실상 무의미해질 정도로 다양하다는 결론을 내렸다.이 발견과 함께 일부 금속의 중금속 상태는 너무 가볍거나 생물학적 과정에 관여하거나 환경적 위험을 구성하는 경우가 거의 없다는 이유로 종종 이의를 제기한다.예를 들어 스칸듐(너무 가볍다),[19][73] 바나듐에서 아연(생물학적 과정),[74] 로듐, 인듐, 오스뮴(너무 드물다)[75] 등이 있습니다.

인기

헤비메탈이라는 용어는 의심스러운 의미에도 불구하고 과학 문헌에 정기적으로 등장한다.2010년의 한 연구는 그것이 점점 더 많이 사용되고 있으며 [76]과학 언어의 일부가 된 것으로 보인다는 것을 발견했다.그것은 [41]엄격한 정의를 수반하는 한 편리함과 친숙함을 고려할 때 받아들여질 수 있는 용어라고 한다.중금속인 경금속은 광물, 금속 및 물질 협회에 의해 "알루미늄, 마그네슘, 베릴륨, 티타늄, 리튬 및 기타 반응성 금속"[77]을 포함하는 것으로 언급된다.

생물학적 역할

중금속 함유량
평균 70kg의 인체
요소 밀리그램[78]
철 4000 4000
아연 2500 2500
이끌다[n10] 120 120
구리 70 70
주석[n11] 30 30
바나듐 20 20
카드뮴 20 20
니켈[n12] 15 15
셀레늄 14 14
망간 12 12
기타[n 13] 200 200
총 7000
다음 항목도 참조하십시오.필수 요소

일부 중금속(대부분 4주기)은 특정 생물학적 과정에 미량이 필요합니다.이들은 철과 구리(산소와 전자 전달), 코발트( 복잡한 syntheses과 세포 대사):아연(히드록 실화);.[83]바나듐과 망간(효소 또는 기능), 크롬(포도당 이용), 니켈(세포 성장), 비소(몇몇 동물과 아마도 인간이 신진대사 성장)그리고 셀레니윰(항산화 기능과.호르몬 생성).[84]기간 5와 6은 더 적은 필수 중금속을 포함하고 있는데, 이는 무거운 원소는 덜 풍부하고 부족한 원소는 영양적으로 [85]덜 필수적이라는 일반적인 패턴과 일치한다.5주기에는 산화환원반응의 촉매작용에 몰리브덴이 필요하고, 같은 목적으로 일부 해양규조류에 의해 카드뮴이 사용되며, 몇몇 종의 [86]생장에 주석도 필요할 수 있다.6주기에 텅스텐은 일부 고세균과 박테리아에 의해 대사 [87]과정에 필요하다.이 기간 4~6의 필수 중금속 중 하나가 부족하면 중금속[88] 중독에 대한 민감도가 증가할 수 있다(반복적으로 과잉은 생물학적 악영향을 미칠 수도 있다).평균 70kg의 인체는 약 0.01%의 중금속(철분 4g, 아연 2.5g, 납 0.12g)이며, 경금속 2%(와인 1병 무게 약 1.4kg), 비금속 98%(대부분 물)[89][n 14]이다.

몇몇 비필수 중금속들이 생물학적 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.갈륨, 게르마늄, 인듐, 그리고 대부분의 란타니드는 신진대사를 촉진할 수 있고 티타늄은 식물의 성장을[90] 촉진합니다.

★★★

이 섹션의 초점은 하나 이상의 피부, 폐, 위, 신장, 간 또는 심장에 가해질 수 있는 손상보다는 암, 뇌 손상 및 사망을 포함한 중금속의 더 심각한 독성 영향에 주로 초점을 맞추고 있다.자세한 내용은 금속 독성, 독성 중금속 또는 개별 원소 또는 화합물에 대한 문서를 참조하십시오.

중금속은 종종 환경에 매우 독성이 강하거나 [91]피해를 주는 것으로 가정된다.어떤 것들은 독성이 있는 반면, 어떤 것들은 과도하게 복용하거나 특정한 형태로 발견되었을 때만 독성이 있다.미세먼지와 같은 특정 금속의 흡입이나 가장 일반적인 증기 또한 금속 흄 열이라고 불리는 상태를 초래할 수 있다.

크롬, 비소, 카드뮴, 수은 및 납은 광범위한 사용, 결합 또는 원소 형태의 독성 및 환경 [92]내 광범위한 분포로 인해 해를 끼칠 가능성이 가장 큽니다.예를 들어, 6가 크롬은 수은 증기와 많은 수은 [93]화합물과 마찬가지로 매우 독성이 강하다.이 다섯 가지 원소는 유황에 강한 친화력을 가지고 있다; 인체에서는 보통 티올기 (–SH)를 통해 대사 반응 속도를 조절하는 효소와 결합한다.결과적으로 발생하는 유황-금속 결합은 관련된 효소의 적절한 기능을 방해한다; 인간의 건강은 때때로 [94]치명적으로 악화된다.크롬과 비소는 발암물질이고 카드뮴은 퇴행성 골질환을 일으키고 수은과 납은 중추신경계를 손상시킨다.

납은 가장 일반적인 중금속 오염 [95]물질입니다.산업화 사회의 수생 환경 수준은 산업화 [96]이전 수준의 2~3배인 것으로 추정되어 왔다.테트라에틸 납(CHCH
3
2)
4Pb의 성분으로 1930~1970년대 [97]휘발유에 광범위하게 사용되었습니다.북미에서는 1996년까지 납 휘발유의 사용이 대부분 중단되었지만, 이 시기 이전에 건설된 도로 옆의 토양은 높은 납 [98]농도를 유지하고 있습니다.이후 연구에 따르면 미국의 납 휘발유 사용률과 강력범죄 사이에 통계적으로 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, (폭력범죄자의 평균 연령에 대한) 22년의 시차를 고려하면 강력범죄 곡선은 납 노출 [99]곡선을 사실상 추적했다.

보통 독성 환경 오염 물질, 망간(중추 신경계 손상)을 포함한다 다른 무거운 금속이 잠재적으로 위험한 자연을 위해, 지적했다.;[100]코발트와 니켈(를);[101]copper,[102]zinc,[103]selenium[104]과 silver[105]( 내분비 장애를 일으키고, 선천성 장애 또는 물고기, 식물, 새, 혹은 다른 수생 생물에 일반적인 독성 효과);톤유기질(중추신경계 손상),[106] 안티몬([107]발암물질로 의심되는), 탈륨(중추신경계 손상)[102][n 15][n 16]이다.

생명에 필수적인 중금속은 과다 섭취 시 독성이 있을 수 있으며, 어떤 중금속은 현저한 독성을 가지고 있다.오산화바나듐(VO)은25 동물에서 발암성이 있으며 흡입 시 DNA [102]손상을 일으킨다.보라색 과망간산 이온–
4 MnO는 간과 신장의 [111]독입니다.0.5그램 이상의 철분을 섭취하면 심장 마비를 일으킬 수 있습니다; 그러한 과다 복용은 어린이에게 가장 흔하게 발생하며 [102]24시간 이내에 사망에 이를 수 있습니다.니켈 카르보닐(Ni(CO))4은 30ppm으로 호흡부전, 뇌손상, [102]사망에 이를 수 있다.1그램 이상의 황산구리4(CuSO)를 섭취하면 치명적일 수 있으며 생존자는 심각한 장기 [112]손상을 입을 수 있습니다.5밀리그램 이상의 셀레늄은 독성이 매우 강하다; 이것은 하루 최대 권장 [113]섭취량인 0.45밀리그램의 약 10배이다; 장기 중독은 마비 [102][n 17]효과를 가져올 수 있다.

몇몇 다른 필수적이지 않은 중금속들은 하나 이상의 독성 형태를 가지고 있다.게르마늄 식이 보충제 섭취로 인한 신부전 및 사망률이 기록되었다(총 15~300g까지 2개월에서 [102]3년간 섭취).사산화 오스뮴(OsO4)에 노출되면 영구적인 안구 손상을 일으킬 수 있으며 호흡부전과[115] [116]사망에 이를 수 있습니다.인듐염은 만약 몇 밀리그램 이상 섭취한다면 독성이 있고 신장, 간, 그리고 [117]심장에 영향을 미칠 것이다.암세포를 죽이는 데 사용되는 중요한 약물인 시스플라틴(PtCl2(NH3))2도 신장과 신경의 [102]독이다.비스무트 화합물은 과다하게 섭취하면 간에 손상을 줄 수 있고, 불용성 우라늄 화합물과 그들이 방출하는 위험한 방사선은 영구적인 신장 [118]손상을 일으킬 수 있습니다.

중금속은 공기, 물, 토양의 질을 저하시킬 수 있으며, 산업활동의 [119]결과로 농축되면 식물, 동물, 사람에게 건강상의 문제를 일으킬 수 있다.이 맥락에서 중금속의 흔한 원천은 광업, 산업 폐기물, 배기 가스, 모터 기름[120]연료 선박과 무거운 기기에서 사용하는, 시공 작품; 앞당겨, 살충제, 페인트,, 염료나 안료, 혁신, 시공하는 폐재. 산업 폐기물의 불법 축적, 지붕이 없는이 쓰레기 통, 용접, 납 땜 a을 포함한다알몬드 s;glassworking,[121]콘크리트시고, 도로 공사 중, 재활용된 재료로 사용하고 DIY금속 사업;joss의 종이 타는, 쓰레기의 시골 지역에 있는 개방형 연소, 오염된 환기 시스템 음식 환경이나 포장으로 인해에 오염된, 군비,lead–acid 배터리, 전자 폐기물 재활용 마당, 그리고 치료 목재,[122]노화 Oldering. 물 supp전 [124]세계 바다에 떠다니는 미세 플라스틱.[123]중금속 오염과 건강 위험의 최근의 예 미나마타 병 일본의 발생,(2016년의 1932–1968, 소송 진행 중), 물 마시는 미시간 주, 미 합중국의 States[127]과 2015년 호의 북동부가 주민들에게 공급에 선도의 Brazil,[126] 높은 레벨에[125]은 벤토 호드리게스 댐 재해 포함한다.ng 홍콩 무거운 식수 사건에서 금속이 검출되었습니다.

, 부, 풍, 생, 생

다음 항목도 참조하십시오.화학 원소의 핵합성 및 풍부성
: 구구지지지 heavy heavy heavy heavy heavy heavy heavy heavy heavy:
과 [n18]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H
2 B C N O F ne
3 na Mg si P S cl Ar아르
4 K CaCa Sc스케이 Ti티 V CrCr MnMn FeFe Co회사 Ni니 CuCU ZnZn Ga가 Gege As~하듯이 Se세 Br브르 Kr
5 Rb Y Zr Nb Rh ★ ★★★ ★ I Xe
6 Cs 1 asterisk lu ta W ★ Ir Pt Hg 비
7 1 asterisk
1 asterisk Ce Nd Gd Tb Dy . Tm
1 asterisk Th(Th) pa U
가장 풍부 (중량 기준 56,300ppm)
희귀(0.01~0.99ppm)
풍부(100~999ppm)
매우 드문 경우(0.0001~0.0099ppm)
일반(1~99ppm)
최저 풍족도 (~0.000001ppm)
구분선 왼쪽의 중금속은 주로 석연화성 물질로 발생(또는 공급원)하고, 오른쪽의 중금속은 금(사이더호이)과 주석(석연화성 물질)을 제외한 석연화 물질로 발생한다.

(주기율표에서) 철 근처까지의 중금속은 주로 별의 핵합성을 통해 만들어진다.이 과정에서 수소에서 실리콘에 이르는 가벼운 원소들은 별 안에서 연속적으로 핵융합 반응을 일으켜 빛과 열을 방출하고 더 높은 [131]원자번호를 가진 무거운 원소들을 형성한다.

중금속은 핵을 포함한 핵융합 반응이 에너지를 [132]방출하기보다는 소비하기 때문에 보통 이런 식으로 형성되지 않는다.오히려 중성자 포획에 의해 (원자 번호가 낮은 원소로부터) 크게 합성되며, 이 반복 포획의 두 가지 주요 모드는 s-과정과 r-과정이다.s-프로세스("s"는 "느린"을 의미)에서, 단수 포획은 년 또는 수십 년 단위로 분리되며, 덜 안정적인 핵은 베타 [133]붕괴할 수 있는 반면, r-프로세스("급속")에서는 포획이 핵이 붕괴할 수 있는 것보다 더 빨리 일어난다.따라서, s-과정은 어느 정도 명확한 경로를 택한다: 예를 들어, 안정된 카드뮴-110 핵은 불안정하고 붕괴하여 인듐-115를 형성할 때까지 별 안에서 자유 중성자에 의해 연속적으로 폭발된다.이 원자핵들은 중성자를 포획하여 불안정한 인듐-116을 형성하고, 붕괴하여 주석-116을 형성합니다.[131][134][n 19]이와는 대조적으로 r-프로세스에는 이러한 경로가 없습니다.다음 두 원소인 폴로늄과 아스타틴의 반감기가 짧기 때문에 비스무트에서 s-공정이 멈춥니다. 폴로늄과 아스타틴은 비스무트 또는 납으로 분해됩니다.r-과정은 매우 빨라서 이 불안정 영역을 건너뛰고 토륨이나 [136]우라늄과 같은 무거운 원소를 만들어 낼 수 있다.

중금속은 별의 진화와 파괴 과정의 결과로 행성에서 응축됩니다.항성은 수명이 다한 후에 방출될 때 질량의 상당 부분을 잃고, 그 후에 중성자별이 [137][n 20]합쳐지면서 성간 매질에서 헬륨보다 무거운 원소의 양이 증가합니다.중력 때문에 이 물질이 합쳐지고 붕괴될 때, 새로운 별과 행성이 [139]형성된다.

지구의 지각은 중량의 약 5%로 구성되어 있으며 철분은 이 양의 95%를 차지한다.경금속(~20%)과 비금속(~75%)이 [128]지각의 나머지 95%를 차지한다.전체적인 희소성에도 불구하고, 중금속은 산의 건설, 침식 또는 다른 지질학적 [140]과정의 결과로 경제적으로 추출 가능한 양으로 농축될 수 있다.

중금속은 주로 암석을 좋아하는 친석성 또는 친석성(식인성)으로 발견됩니다.친석성 중금속은 주로 f-블록 원소로 d-블록 원소의 반응성이 높다.이들은 산소에 강한 친화력을 가지고 있으며 대부분 비교적 저밀도 규산염 [141]광물로 존재한다.친중금속은 주로 반응성이 낮은 d-블록 원소와 주기 4-6 p-블록 금속 및 금속이다.그것들은 보통 황화물 광물에서 발견됩니다.친석류보다 밀도가 높기 때문에 응고 시 지각으로 가라앉기 때문에 친석류는 [142]친석류보다 양이 적은 경향이 있다.

반대로, 금은 철을 좋아하는 친철 원소이다.산소나 [143]유황과는 쉽게 화합물을 형성하지 않는다.지구가 형성될 당시, 그리고 금속 중 가장 고귀한(insert) 금속으로서, 금은 고밀도 금속 합금을 형성하는 경향으로 인해 중심부에 가라앉았다.따라서 비교적 희귀한 [144]금속이다.몰리브덴, 레늄, 백금족 금속(루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 백금), 게르마늄, 주석 등 일부 다른 귀금속은 지표면(핵심, 맨틀 및 지각)으로 간주될 수 있지만, 지각보다는 주로 지구에 존재한다.이 금속들은 그렇지 않으면 주로 칼코파일로 지각에서 소량 발생한다.[145][n 21]

지각 아래의 중금속 농도는 일반적으로 더 높으며, 대부분은 철-실리콘-니켈 코어에서 발견됩니다.예를 들어, 백금은 지각의 약 10억분의 1을 구성하는 반면, 중심부의 농도는 거의 6,000배 [146][147]더 높은 것으로 생각됩니다.최근의 추측에 따르면 핵의 우라늄(및 토륨)이 플레이트 텍토닉스를 구동하고 궁극적으로 지구의 [148][n 22]자기장을 유지하는 상당한 양의 열을 발생시킬 수 있다.

일반적으로 일부 예외를 제외하고 전기처리 또는 화학처리에 의해 친석성 중금속을 광석에서 추출할 수 있으며, 친석성 중금속을 황화물 광석을 로스팅하여 대응하는 산화물을 산출한 후 가열하여 원금속을 [150][n 23]얻는다.라듐은 경제적으로 채굴하기에는 너무 적은 양으로 발생하며 대신 사용후 핵연료에서 [153]얻어진다.친백금족 금속(PGM)은 주로 다른 친백금 광석과 소량(혼합)으로 발생합니다.관련된 광석을 제련하고 볶은 다음 황산과 침출시켜 PGM의 잔류물을 생성해야 합니다.이것은 [154]순수한 형태로 개별 금속을 얻기 위해 화학적으로 정제된다.PGM은 다른 금속에 비해 희소성과[155] 높은 생산 [156]비용 때문에 가격이 비싸다.

친사이더성인 금은 시안화물 [157]용액에서 발견되는 광석을 용해시킴으로써 가장 일반적으로 회수된다.금은 디시아노아우레이트(I)를 형성합니다. 예를 들어, 2Au + HO2 + 4KCN2 → 2K[Au(CN)]2 + 2KOH입니다. 아연은 혼합물에 첨가되며, 금보다 더 반응성이 높기 때문에 2K[Au(CN)]2 + Zn(CN2) + 4KOH를 치환합니다.그 금은 용액에서 침전되어 진흙이 되어 걸러지고 [158]녹는다.

과

이 표에는 경금속과 중금속의 몇 가지 일반적인 물리적, 화학적 특성이 요약되어 있다.경금속과 헤비메탈이라는 용어가 항상 일관되게 정의되어 있는 것은 아니기 때문에 비교 시 주의해야 합니다.또한 경도 및 인장 강도의 물리적 특성은 순도, 입자 크기 및 전처리에 [159]따라 크게 달라질 수 있습니다.

및
★★★★★
★★★ 더 더 높은 통통 usually "
★★★ [160] 이 있다 은 꽤 .
[아쉬움직임] 더 더 낮다
★★★★★ 대부분[162] 낮음 낮음에서 매우[163] 높음
강도 tensile강강 [아쉬움직임] 더 더 높은 수준입니다"
★★★★★
정기 테이블 위치 그룹 1과 그룹[165] 2에서 가장 많이 발견됨 거의 모든 것이 그룹 3에서 그룹 16에서 발견됩니다.
[128] [아쉬움직임] 풍족하다 풍부하다
★★★★★★★★★★★★★★★★★」 동물 [130] 친석성 또는 친석성(Au는 친석성)
반응성[77][166] 반응적 ★★★★★★ 이 낮다
용해성~불용성[n 24] 극히[171] 불용성
용해성~불용성[n 25] 일반적으로 용해되지[175] 않음
★★★★ [168] 을 형성한다. 한다.
대부분 무채색[176] 대부분[177] 유색
[아쉬움직임] 마크롱 영양소(Na, Mg, K, Ca) 포함 미량 영양소(V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo) 포함

이러한 특성으로 인해 나트륨과 같은 가벼운 금속과 텅스텐과 같은 중금속을 비교적 쉽게 구별할 수 있지만 경계에서는 차이가 덜 명확해집니다.베릴륨, 스칸듐, 티타늄처럼 라이트 구조적 금속:아연, 카드뮴, 납과 같은[n26]post-transition 중금속 같은 비교적 부드럽고 사는 경금속의 특성을 가지고 있고, 주로 colourl 형성 낮은 녹고 points,[n27]어떤 높은 녹는점과 같은 중금속의 특성이 있다.ess 복잡한es.[21][23][24]

중금속은 현대 생활의 거의 모든 측면에 존재한다.철은 모든 정제 금속의 90%를 차지하기 때문에 가장 흔할 수 있습니다.플래티넘은 모든 [183]소비재의 20%에서 발견되거나 생산에 사용된다는 점에서 가장 흔한 물질일 수 있다.

중금속의 일반적인 용도는 전기 전도율 및 반사율과 같은 금속의 일반적인 특성이나 밀도, 강도 및 내구성과 같은 중금속의 일반적인 특성에 따라 달라집니다.다른 용도는 특정 원소의 특성에 따라 달라지는데, 예를 들어 영양소나 독극물 또는 기타 특정 원자 특성으로서의 생물학적 역할 등이 그것이다.[184]은 가장 무거운 금속 이온( 같은 platinum,[185]cerium[186]또는 bismuth[187])의 용량 다른 산화개 주에서 그러므로 ca. 역할을 하기 위해 존재하기 위해 그러한 원자 속성의 예:. 부분적으로 채워지d-는 조화와 화합물의 형성할 수 있는f- 궤도(전환 란탄 계열 원소의, 그리고 actinide 많은 중금속에)을 포함한다talysts,[188]이 ove자기 효과를 일으키는 3d 또는 4f 궤도(철, 코발트, 니켈 또는 유로피움에서 툴륨까지 랜턴계 중금속)[189]와 높은 원자 번호와 핵과학 [190]응용 분야를 뒷받침하는 전자 밀도.중금속의 일반적인 용도는 크게 다음 6가지 [191][n 28]범주로 분류할 수 있다.

밀도 기반

Looking down on the top of a small wooden boat-like shape. Four metal strings run along the middle of the shape down its long axis. The strings pass over a small raised wooden bridge positioned in the centre of the shape so that the strings sit above the deck of the cello.
첼로(위의 예) 또는 비올라에서 C-스트링은 텅스텐을 포함하기도 합니다. 고밀도로 인해 더 작은 직경의 현이 가능하고 응답성이 [192]향상됩니다.

스포츠, 기계 공학, 군사 무기, 핵 과학 등 중금속의 일부 용도는 상대적으로 높은 밀도를 이용한다.수중 다이빙에서 납은 [193]밸러스트로 사용된다. 핸디캡 경마에서 각 말은 다양한 [194]경쟁자의 기회를 균등하게 하기 위해 과거 성적을 포함한 요소에 기초하여 지정된 납 무게를 운반해야 한다.골프에서는 페어웨이 클럽과 아이언의 텅스텐, 황동 또는 구리 인서트가 클럽의 무게 중심을 낮추어 [195]공중에 공을 쉽게 띄울 수 있도록 하고 텅스텐 코어를 가진 골프공은 비행 특성이 [196]더 우수하다고 알려져 있다.플라이 피싱에서 침몰하는 플라이 라인은 PVC 코팅에 텅스텐 분말을 매설하여 필요한 [197]속도로 침몰합니다.육상 경기에서는 국제 규정에 [198]따라 최소 중량을 달성하기 위해 해머던지기 및 포환던지기 종목에 사용되는 강철 공을 납으로 채운다.텅스텐은 적어도 1980년까지 해머 던지기 공에 사용되었으며, 1981년에는 모든 [199]국가에서 일반적으로 구할 수 없는 비싼 금속(다른 해머의 3배 비용)을 없애기 위해 최소 크기의 공을 증가시켰다.텅스텐 망치는 너무 밀도가 높아 잔디 속으로 [200]너무 깊이 파고들었다.

발사체 밀도가 높을수록 무거운 갑옷판을 더 효과적으로 관통할 수 있다...Os, Ir, Pt, Re...는 비싸고...U는 고밀도, 합리적인 비용 및 높은 파괴 인성의 매력적인 조합을 제공합니다.

AM Russell and KL Lee
Structure–property relations
in nonferrous metals (2005, p. 16)

기계 공학에서 중금속은 보트,[201] 항공기 [202]및 자동차에서 [203]밸러스트에 사용되거나 최소 공간(예: 시계 이동)[202]에서 최대 중량이 필요한 상황에서 휠 및 크랭크축,[204] 자이로스코프 및 프로펠러,[205] 원심 [206]클러치의 균형 추에 사용됩니다.

군사 무기에서는 텅스텐 또는 우라늄이 효율을 높이기 위해 핵무기에 사용될 뿐만 아니라 장갑 도금[207] 및 장갑 관통 [208]발사체에 사용된다(중성자를 반사하고 반응 [209]물질의 확장을 일시적으로 지연시킴으로써).1970년대에 탄탈은 구리보다 형상의 장입에 효과적이며 폭발적으로 반무기 무기를 형성한 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 탄탈의 밀도가 높기 때문이며, 변형성이 [210]뛰어나기 때문이다.구리, 주석, 텅스텐, 비스무트와 같은 독성이 적은 중금속과 망간은 일부 군대와 오락용 사격 [211]탄약에서 사용되는 녹색 탄환에서 납과 안티몬을 대체했습니다.텅스텐의 [212]안전성에 대한 의구심이 제기되어 왔다.

밀도가 높은 물질은 가벼운 물질보다 더 많은 방사능 방출을 흡수하기 때문에 중금속은 방사선 차폐 및 선형 가속기와 방사선 [213]치료 애플리케이션에서 방사선 빔의 초점을 맞추는 데 유용하다.

기반

A colossal statue of a robed female figure who bears a torch in her raised left hand and a tablet in her other hand
자유의 여신상.스테인리스 합금[214] 기구는 구조적 강도를 제공하며, 구리 표면은 [n 29]내식성을 제공합니다.

크롬, 철, 니켈, 구리, 아연, 몰리브덴, 주석, 텅스텐, 납뿐만 아니라 그들의 합금은, 같은 무거운 금속의 힘이나 내구성 그들에게, machinery,[216]appliances,[217]utensils,[218]pipes,[217]철도 tracks,[219]buildings[220]과 bridges,[221]automobiles,[217] 같은 가공품에 대한 제조에 유용하게 만든다. Locks,[222]furniture,[223]ships,[201]planes,[224]coinage[225].장신구도 [226]있어요또한 다른 [n 30]금속의 특성을 강화하기 위한 합금 첨가제로도 사용됩니다.전 세계에서 화폐화된 주화에 사용된 24개의 원소 중 중금속이 [228][n 31]아닌 것은 탄소와 알루미늄 2개뿐입니다.금, 은, 백금은 니켈, 구리, 인듐, 코발트 등의 유색 [231]금과 같이 보석류에[n 32] 사용됩니다.저렴한 보석류 및 어린이 완구는 크롬, 니켈, 카드뮴 또는 [232]납과 같은 중금속으로 상당한 수준으로 제조될 수 있습니다.

구리, 아연, 주석 및 납은 기계적으로 약한 금속이지만 부식 방지 특성이 유용합니다.이들 각각은 공기와 반응하지만 다양한 구리 소금,[233] 탄산아연, 산화주석 또는 산화납, 탄산염, 황산염의 혼합물로 이루어진 파티나는 귀중한 보호 [234]특성을 제공합니다.따라서 구리와 납은 예를 들어 지붕재로 [235][n 33]사용되며, 아연은 아연도금강에서 [236]부식방지제 역할을 하며, 주석도 강철 [237]캔에서 유사한 용도로 사용됩니다.

철과 크롬의 작업성과 내식성은 가돌리늄을 첨가함으로써 증가하고 니켈의 크리프 저항성은 토륨을 첨가함으로써 향상된다.텔루륨은 구리(텔루륨 구리)와 강철 합금에 첨가되어 기계성을 향상시키고 보다 단단하고 [238]내산성을 높입니다.

A small colorless saucer holding a pale-yellow powder
세륨(IV)산화물(상기 시료)은 자가세정 [239]오븐의 촉매로 사용된다.

일부 중금속의 생물 살상 효과는 [240]고대부터 알려져 왔다.백금, 오스뮴, 구리, 루테늄 등 비소를 포함한 중금속이 항암치료에 사용되거나 [241]잠재력이 있는 것으로 나타났다.안티몬(항원충제), 비스무트(항황제), 금(항관절염), 철(항말라리아제)도 [242]의약에서 중요하다.구리, 아연, 은,[243] 금 또는 수은은 방부제제에 사용됩니다. 예를 들어 냉각탑의 [244]조류 성장을 제어하기 위해 소량의 중금속이 사용됩니다.농약에는 비료나 바이오시드로 사용 목적에 따라 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 비소, 카드뮴, 수은 또는 [245]납과 같은 중금속이 포함될 수 있습니다.

선택된 중금속은 연료 처리(예: 레늄), 합성 고무 및 섬유 생산(비스무스), 배출 가스 제어 장치(팔라듐), 자가 세척 오븐(세륨)에서 촉매로 사용됩니다.IV) 이러한 오븐의 벽면에 있는 산화물은 탄소계 조리 [246]잔여물의 산화를 돕는다.비누 화학에서 중금속은 윤활 그리스, 페인트 건조기 및 살균제에 사용되는 불용성 비누를 형성합니다(리튬을 제외하고 알칼리 금속과 암모늄 이온은 용해성 [247]비누를 형성합니다).

및

Small translucent, pink-coloured crystals a bit like the colour of candy floss
황산 네오디뮴(Nd2(SO4)),3 유리제품 착색에[248] 사용

유리, 세라믹 글레이즈, 페인트, 안료 및 플라스틱의 색상은 일반적으로 크롬, 망간, 코발트, 구리, 아연, 셀레늄, 지르코늄, 몰리브덴, 은, 주석, 네오디뮴, 엘비움, 텅스텐, 이리듐, 금, 또는 [249]우라늄과 같은 중금속(또는 이들의 화합물)을 함유하여 만들어집니다.문신 잉크는 크롬, 코발트, 니켈, [250]구리와 같은 중금속을 포함할 수 있다.일부 중금속의 높은 반사율은 정밀천문기기를 포함한 거울의 제작에서 중요하다.헤드라이트 리플렉터는 로듐 [251]박막의 뛰어난 반사율에 의존합니다.

, 자석, 등

A satellite image of what look like semi-regularly spaced swathes of black tiles set in a plain, surrounded by farmland and grass lands
캘리포니아 남부에 있는 토파즈 솔라 팜은 25.6 평방 킬로미터(9.9 평방 마일)의 면적을 커버하는 900만 개의 카드뮴 텔루르 태양광 발전 모듈을 갖추고 있습니다.

중금속 또는 그 화합물은 전자 부품, 전극, 배선 및 태양 전지판에서 발견될 수 있으며, 여기에서 도체, 반도체 또는 절연체로 사용될 수 있습니다.몰리브덴 분말은 회로기판 [252]잉크에 사용된다.루테늄(Ruthenium)IV) [253]염소의 공업 생산에는 산화피복 티타늄 양극을 사용한다.가정용 전기 시스템은 대부분 양호한 전도성을 [254]위해 구리 와이어로 배선되어 있습니다.은과 금은 전기 및 전자 장치, 특히 접점 스위치에 사용됩니다. 그 이유는 [255]은의 높은 전기 전도율과 표면에 불순물이 형성되는 것을 방지하거나 최소화하는 능력 때문입니다.반도체 카드뮴 텔루라이드와 갈륨 비소는 태양 전지판을 만드는데 사용된다.절연체 산화 하프늄은 마이크로칩의 전압 컨트롤러로 사용되며, 또 다른 절연체인 산화탄탈은 휴대 [256]전화의 캐패시터에 사용됩니다.중금속은 적어도 볼타가 1800년 [257]구리와 은 볼타산 더미를 발명한 이후 200년 이상 배터리에 사용되어 왔다.프로메튬, 랜턴 및 수은은 각각 원자,[258] 니켈-금속 수소화물 및 버튼 셀 배터리의 또 다른 예입니다.

자석은 망간, 철, 코발트, 니켈, 니켈, 니오브, 비스무트, 프라시오뮴, 네오디뮴, 가돌리늄, 디스프로슘과 같은 중금속으로 만들어진다.네오디뮴 자석은 상업적으로 이용 가능한 영구 자석의 가장 강한 종류이다.예를 들어 자동차 도어 잠금 장치, 시동 모터, 연료 펌프 및 파워 [259]윈도우의 핵심 구성 요소입니다.

중금속은 조명, 레이저 및 발광 다이오드(LED)에 사용됩니다.평면 패널 디스플레이에는 전기 전도성 산화 인듐 주석의 얇은 막이 포함되어 있습니다.형광등은 작동을 위해 수은 증기에 의존합니다.루비 레이저는 크롬 원자를 들뜨게 함으로써 깊은 붉은 빛을 발생시킵니다.랜타니드는 레이저에도 광범위하게 사용됩니다.갈륨, 인듐 및 비소,[260] 구리, 이리듐 및 백금이 LED에 사용됩니다(유기 LED에서는 후자의 3가지).[261]

A large glass bulb. Inside the bulb, at one end, is a fixed spindle. There is an arm attached to the spindle. At the end of the arm is a small protuberance. This is the cathode. At the other end of the bulb is a rotatable wide metal plate attached to a rotor mechanism which protrudes from the end of the bulb.
회전 양극이 있는 X선 튜브로, 일반적으로 몰리브덴 코어에 텅스텐-레늄 합금으로 흑연으로[262][n 34] 뒷받침됩니다.

원자번호가 높은 중금속의 틈새 사용은 영상검사, 전자현미경 검사, 핵과학에서 발생한다.영상진단에서는 코발트나 텅스텐과 같은 중금속이 X선 [265]튜브에서 발견되는 양극 재료를 구성합니다.전자현미경법에서는 납, 금, 팔라듐, 백금, 우라늄 등의 중금속을 사용하여 도전성 피막을 만들고 염색, 음극염색, 진공증착 [266]등을 통해 생체시료에 전자밀도를 도입한다.원자력 과학에서, 크롬, 철, 또는 아연과 같은 중금속의 핵 때때로 다른 무거운 금속 목표에 superheavy 요소를 생산하기 위해;[267] 무거운 금속 가격 또한 neutrons[268]또는 아스타틴(후자의 경우 납, 비스무스, 토륨, 우라늄을 사용하는) 같은 방사성 동위 원소 생산을 위한spallation 대상으로 고용되어 있는 해고야.[269]

  1. ^ 기준 사용된 밀도:3.5g/cm3 위[3](1);7g/cm3 위의 lanthanides을 제외하고(2), 원자량:(3)>22.98,[3](4)>40(s-과 f-block 금속을 제외하고),[4](5)>200,[5]원자 번호:(6)>20;(7)21–92,[6]화학 행동:(8)미국 약국방,[7][8][9](9)Hawkes의 정기table-based 정의라고. 악티늄 원소);[10]과(10)Nieboer 그리고 Rich.아드슨의 생화학적 분류.[11]그 요소들의 밀도는 주로 [12]Emsley에서 나온다.예측 밀도는 At, Fr 및 Fm-Ts에 [13]사용되었습니다.Fm, Md,[14] No 및 Lr에 대한 지표 밀도는 원자량, 추정된 금속 반지름 및 예측된 밀착 결정 [15]구조를 기반으로 도출되었다.원자량은 뒷면 커버의 Emsley에서 [12]가져온 것입니다.
  2. ^ 그러나 호크스는 "반금속(즉, 금속)을 중금속([10]Heavy Metal)에 포함시켜야 하는지 여부를 결정할 필요가 없다"고 언급했기 때문에 금속은 주기율표에 기초한 정의에서 제외되었다.
  3. ^ 이 테스트는 특정 금속에 대한 특이성은 없지만 적어도 Mo, Cu, Ag, Cd, Hg, Sn, Pb, As, Sb 및 [8]Bi를 검출할 수 있는 것으로 알려져 있다.어떤 경우에도 황화수소를 시약으로 사용할 경우 Th, Ti, Zr, Nb, Ta 또는 [9]Cr을 검출할 수 없다.
  4. ^ 보통 착색착체를 형성하지 않는 전이금속과 전이후금속은 소분류 [21]3의 Sc와 Y, 소분류 [22]11의 Ag, 소분류 [21][23]12의 Zn과 Cd, 소분류 13-16의 [24]금속이다.
  5. ^ 란타니드(Ln) 황화물과 하이드록시드는 [25]불용성입니다. 후자는 Ln염 수용액에서 유색 젤라틴 침전물로 [26]얻을 수 있습니다. Ln 착체는 그들의 아쿠아 이온(대부분 유색)[27]과 거의 같은 색을 가집니다.황화물(An)은 저자에 따라 불용성 또는 불용성일 수 있다.일황화 우라늄은 끓는 물에 의해 [28]공격받지 않는다.3가 액티니드 이온은 3가 란타니드 이온과 동일하게 작용하기 때문에 해당 황화물은 불용성일 수 있으나 명시적으로 [29]기재되어 있지 않다.Tervalent 황화물은 분해되지만[30], Edelstein 등은 녹는다고[31] 말하는 반면 Haynes는 토륨이라고 말한다.IV) 황화물은 [32]용해되지 않는다.핵분열 역사 초기에 황화수소를 이용한 침전이 [33]용액에서 초우라늄 원소를 분리 및 검출하는 "매우" 효과적인 방법이라고 언급되어 왔다.비슷한 맥락에서, 데슐라그는 우라늄 이후의 원소들은 3열 전이 금속과 유사하게 불용성 황화물을 가질 것으로 예상되었다고 쓰고 있다.그러나 그는 악티늄 이후의 원소는 전이 금속과 다른 성질을 가진 것으로 밝혀졌으며 불용성 황화물을 [34]형성하지 않는다고 주장한다.그러나 안수소화물은 불용성이고[31] 소금 [35]수용액에서 침전될 수 있다.마지막으로, 많은 An complex는 "깊고 생생한"[36] 색상을 가지고 있습니다.
  6. ^ Ge; As, Sb; Se, Te, Po; At와 같이 일반적으로 금속으로 인식되지 않는 무거운 원소는 호크스의 정의의 세 가지 부분 중 일부를 만족시킨다.모두 불용성 황화물을[35][37] 가지고 있지만, Ge, Te, Po만이 효과적인 불용성 수산화물을 [38]가지고 있는 것으로 보인다.모든 bar At는 [35]염류 수용액에서 착색(황화물) 침전물로 얻을 수 있으며, 아스타틴도 마찬가지로 황화수소에 의해 용액에서 침전되지만, 가시적인 양의 At가 합성된 적이 없기 때문에 침전물의 색은 [37][39]알려져 있지 않다.p-블록 원소로서 복합체는 보통 [40]무색이다.
  7. ^ 클래스 A 및 클래스 B 용어는 무기 [42]시스템에서 금속 이온의 거동을 나타낼 때 사용되는 "경산" 및 "연질 염기" 용어와 유사합니다.
  8. ^ Be와 Al은 이 일반적인 추세의 예외이다.전기 음성도 [43]값이 다소 높습니다.상대적으로 작기 때문에 +2 또는 +3 이온은 전하 밀도가 높기 때문에 근처의 전자 구름을 분극시킵니다.최종 결과는 Be와 Al 화합물이 상당한 공유가 [44]특성을 가지고 있다는 것입니다.
  9. ^ Gmelin이 영국식 중량 및 측정 시스템으로 작업했다면 300lb3/ft를 경량/중금속 컷오프로서 선택했을 수 있으며, 이 경우 셀레늄(밀도 300.27lb/ft3)이 등급에 부합하는 반면, 5g3/cm = 312.14lb3/ft이다.
  10. ^ 축적된 독극물인 납은 역사적으로 널리 사용되고 인간이 환경에 [79]배출하기 때문에 상대적으로 풍부합니다.
  11. ^ Haynes는 주석의 양이[80] 17mg 미만임을 나타냅니다.
  12. ^ Iyengar는 [81]니켈에 대해 5mg의 수치를 기록했으며 Haynes는 10mg의[80] 양을 나타냈습니다.
  13. ^ As(7mg), Mo(5), Co(1.5), Cr(1.4)[82] 등 각각 10mg 미만의 양으로 발생하는 45개의 중금속을 포함한다.
  14. ^ 일반적으로 금속으로 인식되는 원소 중 B와 Si는 비금속, Ge, As, Sb 및 Te는 중금속으로 계산되었다.
  15. ^ Ni, Cu, Zn, Se, Ag 및 Sb는 미국 정부의 독성 오염 물질 [108]목록에 표시되며, Mn, Co 및 Sn은 호주 정부의 국가 오염 물질 [109]인벤토리에 나열됩니다.
  16. ^ 텅스텐은 또 다른 유독성 [110]중금속일 수 있다.
  17. ^ 셀레늄은 [114]포유류에 필수적인 중금속 중 가장 독성이 강하다.
  18. ^ Ra 및 Pa(즉, Tc, Pm, Po, At, Ac, Np 및 Pu)의 1ppm보다 훨씬 적은 농도의 트레이스 요소는 표시되지 않습니다.풍부한 양은 Lide와[128] Emsley에서,[129] 발생 유형은 McQueen에서 [130]가져온다.
  19. ^ 예를 들어 고에너지 감마선이 존재하거나 매우 고온의 수소 농도가 높은 환경에서 실험 대상 핵은 중성자 손실 또는 양성자 이득을 경험하여 (비교적으로 드문) 중성자 결핍 [135]동위원소를 생성할 수 있다.
  20. ^ 두 중성자별이 충돌할 때 물질이 방출되는 것은 조력, 지각 교란 가능성, 충격 가열의 상호작용에 기인한다.[138]
  21. ^ 철, 코발트, 니켈, 게르마늄, 주석도 지구 전체에서 [130]볼 때 친철성 물질이다.
  22. ^ 내부 고체 코어에서 누출되는 열은 액체 철 합금으로 만들어진 외부 코어에서 운동을 발생시키는 것으로 여겨진다.이 액체의 움직임은 전류를 발생시켜 자기장을 [149]발생시킨다.
  23. ^ 경제적으로 채굴하기에는 너무 적은 양(Tc, Pm, Po, At, Ac, Np, Pu)으로 자연적으로 발생하는 중금속은 대신 인위적인 변환에 [151]의해 생산된다.후자의 방법은 아메리슘 이후로부터 [152]중금속을 생산하는 데도 사용된다.
  24. ^ 1족 및 2족 금속의 황화물 및 알루미늄은 [167]물에 의해 가수분해되며, 스칸듐,[168] 이트륨[169] 및 황화티타늄은[170] 용해되지 않는다.
  25. ^ 예를 들어 칼륨, 루비듐 및 세슘의 하이드록시드는 물 100g당[172] 용해성이 100g을 넘는 반면 알루미늄(0.0001)[173]과 스칸듐(0.00000015g [174]미만)은 불용성으로 간주된다.
  26. ^ 베릴륨은 "높은" 녹는점이 1560 K이고, 스칸듐과 티타늄은 1814년과 1941 [179]K에 녹습니다.
  27. ^ 아연은 Moh의 경도가 [180]2.5인 부드러운 금속입니다. 카드뮴과 납의 경도 정격은 2.0과 1.5로 [181]낮습니다. 아연은 693K의 "낮은" 녹는점이 있습니다. 카드뮴과 납은 595와 601K입니다.[182]
  28. ^ 카테고리 수를 관리 가능한 수준으로 유지하기 위해 분류 체계에 폭력성과 세부사항 추상화가 일부 적용되었습니다.
  29. ^ 안티라이트3 Cu(OH)4SO4, 아타카마이트4 Cu(OH)6Cl2, 브로칸타이트4 Cu(OH)6SO4, 산화구리 CuO2,[215] 테너라이트 CuO로 구성된 보호 파티나로 인해 피부는 크게 녹색으로 변했다.
  30. ^ 란타니드의 경우, 너무 반응적이고, 상대적으로 비싸며,[227] 기껏해야 중간 정도의 강도를 가지고 있기 때문에, 이것이 유일한 구조적인 용도입니다.
  31. ^ Welter는[229] 주화 금속을 귀금속(예: 은, 금, 백금), 내구성이 매우 높은 중금속(니켈), 내구성이 낮은 중금속(구리, 철, 아연, 주석 및 납) 및 경금속(알루미늄)으로 분류합니다.
  32. ^ Emsley는 18캐럿짜리 결혼반지가 서서히 닳아가는 바람에 전 세계적으로 연간 6톤의 금이 손실될 것으로 예상하고 있다[230].
  33. ^ 산업 및 연안 기후의 혹독한 조건에 노출된 시트 납은 수세기 동안[193] 지속됩니다.
  34. ^ 텅스텐 양극에 충돌하는 전자는 X선을 [263]생성합니다. 레늄은 텅스텐의 [264]열충격에 대한 내성을 높이고 몰리브덴과 흑연은 히트싱크 역할을 합니다.몰리브덴은 텅스텐의 거의 절반의 밀도를 가지므로 양극의 [262]무게를 줄일 수 있다.

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레퍼런스

Further reading

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  • Hawkes S. J. 1997, "What is a 'heavy metal'?", Journal of Chemical Education, vol. 74, no. 11, p. 1374, doi:10.1021/ed074p1374. A chemist's perspective.
  • Hübner R., Astin K. B. & Herbert R. J. H. 2010, "'Heavy metal'—time to move on from semantics to pragmatics?", Journal of Environmental Monitoring, vol. 12, pp. 1511–1514, doi:10.1039/C0EM00056F. Finds that, despite its lack of specificity, the term appears to have become part of the language of science.

Toxicity and biological role

  • Baird C. & Cann M. 2012, Environmental Chemistry, 5th ed., chapter 12, "Toxic heavy metals", W. H. Freeman and Company, New York, ISBN 1-4292-7704-1. Discusses the use, toxicity, and distribution of Hg, Pb, Cd, As, and Cr.
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Formation

Uses

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  • Öhrström L. 2014, "Tantalum oxide", Chemistry World, 24 September, accessed 4 October 2016. The author explains how tantalum(V) oxide banished brick-sized mobile phones. Also available as a podcast.

External links