알루미늄 원소의 성질과 용도

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알루미늄(Aluminum, Al) 원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호：13

󰋯  족：13족(3주기)

󰋯  원자량：26.97

󰋯  밀도：2.7 g·cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 3

󰋯  mp：660.32℃ / 󰋯  bp：2,519℃

 

알루미늄의 성질

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알루미늄(앨류미넘)은 비행기 날개로부터 창문 틀을 비롯한 각종 건축 자재, 음료수 캔, 알루미늄 포일에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 그 용도가 대단히 많은 중요한 금속이다. 순수한 알루미늄은 은백색이고 매우 부드럽다. 이 금속은 지각(地殼) 속에 산소와 규소 다음으로 많으며, 산소와 결합한 화합물로 대개 존재한다. 알루미늄을 포함한 광물은 270여 가지가 있으며, 그중 대표적인 광물이 ‘보크사이트’(bauxite 수산화알루미늄 일종)라 불리는 광석이다.

 

알루미늄은 지각의 약 8%를 차지할 만큼 매장량이 많지만, 1886년 미국의 홀(Charles M. Hall 1863-1914)과 프랑스의 헤롤(Paul L. T. Heroult 1863-1914)이 각각 독립적으로 산화알루미늄(Al2O3)을 전기분해하여 쉽게 분리하는 방법을 발견하기 전까지는 매우 비싼 금속이다.

 

‘알루미나’(alumina)라 부르는 산화알루미늄은 흰색이며 매우 단단하다. 결정(結晶) 상태의 산화알루미늄을 ‘코런덤’(corundum)이라 하는데, 샌드페이퍼나 연마제로 사용할 정도로 단단하다. 또 이것은 용해온도(mp)가 매우 높기 때문에 용광로 벽을 만드는 내열 벽돌로 쓰이기도 한다.

 

 

커런덤에 철, 티타늄, 크롬 등의 불순물이 소량 포함된 것은 귀중한 보석이 될 수 있다. 크롬이 혼합된 코런덤(산화알루미늄)은 붉은색 루비이고, 철과 티타늄을 함유한 것은 푸른색 사파이어이다.

 

알루미늄 금속의 수많은 용도

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알루미늄은 가볍고 전기를 잘 통하는 성질이 있어 그에 맞는 용도가 매우 많다. 알루미늄의 전도성(傳導性)은 구리의 약 65%이지만, 값이 싸면서 가볍기 때문에 고압 송전선으로 쓰기도 한다. 또한 알루미늄은 빛(전자기파)을 잘 반사하므로 각종 거울과 태양 반사경, 안테나 제조에 쓰인다. 순수한 알루미늄은 성질이 무르지만, 구리나 마그네슘과 합금을 하면 매우 단단한 금속이 된다.

 

알루미늄은 화학반응을 잘 일으킨다. 알루미늄 표면은 공기 중의 산소와 쉽게 결합하여 회색의 피막(皮膜)을 만드는데, 이 피막은 내부로 더 이상 다른 화학반응이 일어나지 않도록 보호해주는 ‘부식 방지’ 작용을 한다. 많은 음료수는 알루미늄 캔에 담아 판매한다. 알루미늄은 독성이라든가 냄새와 맛을 가지지 않았다. 오늘날 알루미늄 캔은 천연자원 절약을 위해 대부분 분리수거하여 재활용하고 있다.

 

 

마그네슘의 성질과 이용