철기
Iron group화학과 물리학에서 철기는 어떤 식으로든 철과 관련된 원소를 말합니다; 대부분 주기율표의 4행 주기입니다.이 용어는 맥락에 따라 다른 의미를 가집니다.
화학에서, 이 용어는 대부분 구식이지만, 종종 철, 코발트, 니켈을 의미하며, 철 3중 [1]철이라고도 불리며, 때로는 화학적인 측면에서 철과 비슷한 다른 원소들을 의미하기도 합니다.
천체물리학과 핵물리학에서 이 용어는 여전히 매우 흔하며, 일반적으로 3+크롬과 망간을 의미하는데, 이것은 주기율표의 이웃 원소에 비해 지구와 우주의 다른 곳 모두에서 유난히 풍부한 5가지 원소입니다.티타늄과 바나듐도 1a형 초신성에서 [2]생성된다.
일반화학
화학에서 "철족"은 철과 주기율표의 다음 두 원소, 즉 코발트와 니켈을 가리킵니다.이 세 가지는 "철의 삼합회"[1]를 구성했다.이들은 주기율표의 그룹 8, 9, 및 10의 최상위 요소 또는 구식(1990년 이전) IUPAC 시스템의 '그룹 VIII'의 맨 위 행 또는 CAS [3]시스템의 '그룹 VIIB'의 맨 위 행입니다.이 세 가지 금속(및 바로 아래에 있는 세 가지 백금족)은 화학적으로 명백한 유사성이 있기 때문에 다른 원소와 분리되었지만 다른 어떤 그룹과도 분명히 관련이 없습니다.
화학의 유사성은 [4]1859년 Döbereiner의 삼합회 중 하나와 Adolph Strecker에 의해 기록되었다.실제로 뉴질랜드의 옥타브(1865년)는 철과 코발트, [5]니켈을 분리한다는 이유로 혹평을 받았다.멘델레예프는 1869년[6] 원본 논문과 1889년 패러데이 [7]강연에서 "화학적으로 유사한 원소들"이 원자량뿐만 아니라 원자량도 똑같이 증가할 수 있다고 강조했다.
분석화학
질적 무기 분석의 전통적인 방법에서, 철기는 다음과 같은 양이온으로 구성됩니다.
철기 내의 주요 양이온은 철 자체(Fe2+ 및 Fe3+), 알루미늄(Al3+) 및 크롬(Cr3+)[8]입니다.시료에 망간이 존재할 경우 소량의 수화 이산화망간이 철족 하이드록시드와 [8]함께 침전되는 경우가 많다.철기와 함께 침전되는 양이온으로는 베릴륨, 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 우라늄, 토륨 및 [9]세륨이 있습니다.
천체 물리학
천체물리학에서 철기는 크롬에서 니켈에 이르는 원소의 모임으로,[10] 원자 번호순으로 크롬 다음 혹은 그 바로 앞에 오는 원소들보다 우주에 훨씬 더 풍부합니다.별과 초신성의 다른 원소에 대한 철족 원소들의 풍부성에 대한 연구는 항성 진화의 모델을 정교하게 만들 수 있습니다.
이러한 상대적 풍부함에 대한 설명은 특정 별, 특히 태양 질량이 약 8~11개인 별에서 핵합성 과정에서 찾을 수 있다.수명이 다하면, 일단 다른 연료들이 고갈되면, 그러한 별들은 "실리콘 연소"[11]의 짧은 단계에 진입할 수 있다.여기에는 헬륨 원자핵
He(알파 과정)가 항성에 존재하는 무거운 원소에 순차적으로 추가되며, Si
:
28
14시
+ 4
2그는
→ 32
16S
.32
16S
.+ 4
2그는
→ 36
18아르
36
18아르
+ 4
2그는
→ 40
20Ca
40
20Ca
+ 4
2그는
→ 44
22티
[주 1]44
22티
+ 4
2그는
→ 48
24Cr
48
24Cr
+ 4
2그는
→ 52
26Fe
52
26Fe
+ 4
2그는
→ 56
28니
이 모든 핵반응은 발열성입니다. 방출되는 에너지는 별의 중력수축을 부분적으로 상쇄합니다.단, 시리즈 내의 다음 반응으로서 시리즈가 Ni에서
종료됩니다.
56
28니
+ 4
2그는
→ 60
30Zn
흡열성입니다.자신을 지탱할 수 있는 더 이상의 에너지원이 없으면 별의 중심핵은 스스로 붕괴하고 외부 영역은 II형 [11]초신성으로 날아가 버립니다.
니켈-56은 베타 붕괴에 대해 불안정하며 실리콘 연소의 최종 안정 생성물은 Fe이다
.
핵종[12] 질량 | 질량[13] 결함 | 결합 에너지 핵자당[14] | |
---|---|---|---|
62 28니 | 61.9283451(6)u | 0.5700031(6)u | 8.563872(10) MeV |
58 26Fe | 57.9332756(8)u | 0.5331899(8)u | 8.563158(12) MeV |
56 26Fe | 55.9349375(7)u | 0.5141981(7)u | 8.553080(12) MeV |
철-56은 모든 [10]핵종 중에서 가장 안정적이기 때문에 예외적으로 흔하다고 종종 잘못 언급된다.이는 완전히 사실이 아닙니다.62
28Ni와
Fe는 오른쪽 [15]표에서 볼 수 있듯이 핵자당 결합 에너지가 약간 더 높습니다. 즉, 핵종으로서 약간 더 안정적입니다.그러나, 이 핵종들에 대한 빠른 핵합성 경로는 없다.
사실, 안정곡선의 꼭대기 주변에는 크롬에서 니켈에 이르는 원소의 안정적인 핵종이 몇 개 있는데, 이는 우주에 상대적으로 풍부하기 때문입니다.직접적인 알파 과정 경로에 없는 핵종은 별 내에서 느린 중성자의 포획인 s 과정에 의해 형성된다.
「 」를 참조해 주세요.
주 및 참고 자료
메모들
- ^ 가벼운 별에서는 중력 압력이 낮으며, 티타늄-44가 베타 붕괴에 대해 불안정하기 때문에 알파 과정이 훨씬 느리고 이 단계에서 효과적으로 멈춘다(t1/2 = 60.0(11)년).
레퍼런스
- ^ a b M. Green, Ed. (2002) :유기금속화학, 제10권, 283쪽왕립화학회, 430쪽 ISBN9780854043330
- ^ Bravo, E. (2013). "Insights into thermonuclear supernovae from the incomplete Si-burning process". Astronomy & Astrophysics. 550: A24. arXiv:1212.2410. Bibcode:2013A&A...550A..24B. doi:10.1051/0004-6361/201220309.
- ^ 를 클릭합니다Sherwood Taylor, F. (1942), Inorganic and Theoretical Chemistry (6th ed.), London: Heinemann, pp. 151–54, 727–28.
- ^ 를 클릭합니다Strecker, A. (1859), Theorien und Experimente zur Bestimmung der Atomgewichte der Elemente, Braunschweig: Friedrich Vieweg.
- ^ 를 클릭합니다"Proceedings of Societies [Report on the Law of Octaves]", Chemical News, 13: 113, 1866.
- ^ 를 클릭합니다Mendelejeff, D. (1869), "On the Relationship of the Properties of the Elements to their Atomic Weights", Z. Chem., 12: 405–6.
- ^ 를 클릭합니다Mendeléeff, D. (1889), "The Periodic Law of the Chemical Elements", J. Chem. Soc., 55: 634–56, doi:10.1039/ct8895500634.
- ^ a b 를 클릭합니다Vogel, Arthur I. (1954), A Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis (4th ed.), London: Longman, pp. 260–78, ISBN 0-582-44367-9.
- ^ 를 클릭합니다Vogel, Arthur I. (1954), A Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis (4th ed.), London: Longman, pp. 592–611, ISBN 0-582-44367-9.
- ^ a b 를 클릭합니다Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. pp. 13–16. ISBN 978-0-08-022057-4..
- ^ a b 를 클릭합니다Woosley, Stan; Janka, Thomas (2005), "The Physics of Core-Collapse Supernovae", Nature Physics, 1 (3): 147–54, arXiv:astro-ph/0601261, Bibcode:2005NatPh...1..147W, CiteSeerX 10.1.1.336.2176, doi:10.1038/nphys172, S2CID 118974639.
- ^ Wapstra, A.H.; Audi, G.; Thibault, C. (2003), The AME2003 Atomic Mass Evaluation (Online ed.), National Nuclear Data Center. 기준:
- Wapstra, A.H.; Audi, G.; Thibault, C. (2003), "The AME2003 atomic mass evaluation (I)", Nuclear Physics A, 729: 129–336, Bibcode:2003NuPhA.729..129W, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.002
- Audi, G.; Wapstra, A.H.; Thibault, C. (2003), "The AME2003 atomic mass evaluation (II)", Nuclear Physics A, 729: 337–676, Bibcode:2003NuPhA.729..337A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003
- ^ 데이터Particle Data Group (2008), "Review of Particle Physics" (PDF), Phys. Lett. B, 667 (1–5): 1–6, Bibcode:2008PhLB..667....1A, doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018, hdl:1854/LU-685594 테이블
- ^ Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006" (PDF). Reviews of Modern Physics. 80 (2): 633–730. arXiv:0801.0028. Bibcode:2008RvMP...80..633M. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Archived from the original (PDF) on 2017-10-01. 가치에 대한 직접 링크.
- ^ 를 클릭합니다Fewell, M. P. (1995), "The atomic nuclide with the highest mean binding energy", Am. J. Phys., 63 (7): 653–58, Bibcode:1995AmJPh..63..653F, doi:10.1119/1.17828.