철(Fe)의 몰 질량을 발견하고 다른 원소와 비교하는 방법

Aug 14, 2023

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철의 무게는 얼마나 되며, 현대 화학을 사용하여 철의 질량을 어떻게 계산합니까? 인간으로서 우리에게 그것이 얼마나 중요한가요? 우리는 철이 무엇인지 정의하고 왜 몰 질량에 관심을 갖는지 논의할 것입니다. 그런 다음 철(Fe)의 몰 질량과 다른 원소와의 비교에 대해 알아보겠습니다.

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철은 실온에서 고체인 회색의 반짝이는 금속입니다. 기호 Fe는 단단함을 의미하는 라틴어 ferrum에서 유래되었습니다.

철은 전이 금속으로 채워진 기둥인 주기율표의 8족에 속합니다. 전이금속은 가단성이 있고 전기를 전도합니다. 수은(Hg)을 제외한 대부분의 금속은 실온에서 고체입니다.

전이 금속은 채워지지 않은 외부 궤도를 제외하고 원자가 껍질을 채우는 전자를 가지고 있습니다. 이로 인해 철과 기타 전이 금속이 안정 이온 형성의 주요 후보가 됩니다. 이것이 거의 모든 천연 철광상이 철광석으로 발견되는 이유입니다.

철은 공기에 노출되면 녹이 슬기 때문에 상업 산업에서는 이를 방지하기 위한 제품을 개발하기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다. 공기 중 수분의 양은 철이 녹슬는 속도에 영향을 미칩니다. 녹은 철이 다른 원소와 이온을 형성하여 공기와 물 모두에서 산소와 반응하기 때문에 발생합니다.

철과 산소가 결합하는 이 과정을 산화라고 하며, 산화철이 생성됩니다. 산화철은 오래된 철 제품에서 널리 인식할 수 있는 붉고 벗겨지는 녹입니다.

철의 몰질량을 이해하려면 먼저 몰이라는 측정 단위를 이해해야 합니다. 두더지는 화학에서 사용되는 특별한 측정 단위이며, 이를 통해 과학자들은 자신이 가지고 있는 원소의 양을 이해할 수 있습니다.

철 1몰에는 6020억 개의 철 원자가 들어 있습니다. 16조 개의 원자는 1조억 개의 원자입니다. 두더지를 정의하는 이 거대한 숫자를 아보가드로 수라고 합니다.

이렇게 많은 원자를 그룹화하면 과학자들은 현실 세계에서 사용할 수 있는 양만큼 철을 사용할 수 있습니다. 철 원소의 몰당 그램 단위의 질량은 철의 몰 질량입니다.

원소의 몰 질량은 주기율표에서 해당 원소의 원자 질량을 사용하여 쉽게 식별됩니다. 철의 원자 질량은 철 원자의 핵 부분의 질량입니다.

원자 질량을 계산하는 데 사용되는 부분은 원소의 양성자와 중성자입니다. 원자 질량을 계산할 때 전자는 너무 작아서 질량이 수학적으로 무시할 수 있기 때문에 고려되지 않습니다. 몰 질량은 과학적 응용에 사용할 수 있도록 원소의 원자 질량을 팽창시키는 방법입니다.

주기율표의 원자 질량과 몰 질량 사이에 존재하는 1:1 규칙에는 예외가 있습니다. 7개의 이원자 원소는 항상 동일한 원소의 두 개의 결합 원자로 존재합니다. 이는 몰 질량이 원자 질량의 두 배라는 것을 의미합니다.

이러한 이원자 원소에는 수소(H), 질소(N), 산소(O), 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 및 요오드(I)가 있습니다. 항상 원자 4개의 분자로 존재하는 인(P)과 8개의 원자로 존재하는 황(S) 및 셀레늄(Se)을 포함하여 몇 가지 다른 드문 예외가 존재합니다.

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철 1몰의 무게는 55.845g입니다. 이는 철의 몰 질량이 1몰당 55.845g임을 의미합니다. . 이 숫자는 주기율표에 나열된 철의 정의된 원자 질량 55.845amu에서 추정됩니다.

철 동위원소의 몰 질량은 순수 원소의 몰 질량과 동일하지 않습니다. 이는 동위원소의 중성자 수가 순수 원소 원자의 중성자 수와 다르기 때문입니다. 이것은 몰 질량을 변화시키는 원자 질량을 변화시킵니다.

예를 들어, 동위원소 철-54의 몰 질량은 53.94g입니다. 이는 철-56으로 알려진 원소 철보다 중성자가 적기 때문입니다. Iron-56은 지구상에서 90% 이상 자연적으로 발생하는 물질입니다.