(출처: 네이버 블로그)

여러분, 혹시 갈색이나 주황색으로 변해 있는 철을 보셨습니까?

이런 현상을 흔히 '녹이 슬었다'라고 하죠. 근데 혹시,

왜 금속이 자주 녹스는 지 아십니까? 오늘은 금속이

녹이 스는 것에 대해 알아보도록 하겠습니다.

금속이 녹스는 것은 금속이 산소와 결합되어 '산화'되는 것입니다.

예를 들어, 철이 산화하면 산화철이 되고, 그 색은 보통 갈색이나 주황색이죠.

또한, 구리는 녹슬면 색깔 차이가 큰 청록색이 됩니다. 사실 미국 뉴욕의

자유의 여신상도 옛날에는 구리로 만들어졌기 때문에 갈색이었는데,

시간이 지나면서 구리가 산화되어 청록색이 되었답니다. 오히려 더 색이 예뻐졌지 않나요?

공기 중에 산소가 21%를 차지하기 때문에 산화가 잘 일어날 수 있습니다.

반면 공기가 존재하지 않는 진공 상태에서는 금속도 녹슬지 않는답니다.

그. 러. 나! 금속은 왜 그렇게 녹이 잘 스는 걸까요?

좀 더 자세히 알아봅시다.

보통 금속은 최외각 전자의 수가 2개입니다.

갑자기 어려운 말이 나와서 당황했다고요? 별로 안 어려워요.

최외각은 가장 바깥쪽 전자껍질을 가리켜요.

최외각 전자는 최외각에 존재하는 전자고요.

전자껍질이란, 전자가 돌아다니는 층 형태의 궤도를 의미하는데,

보어의 원자 모형에서 존재하는 개념이죠.

원자의 중심, 즉 핵으로부터 가장 멀리 떨어진 전자가 2개라는 뜻이에요.

반면, 산소는 최외각 전자의 수가 6개죠.

둘은 옥텟 규칙으로 인해 서로 결합하려고 합니다.

옥텟 규칙이란, 전자껍질에 존재하는 전자의 수가 8개가 되려고 하는 성질이에요.

(물론 주기율표의 2~3주기 원소들에게만 해당되고, 그 뒤로부턴 살짝 예외예요.)

따라서, 금속이 산소에게 전자를 2개 주면, 산소는 옥텟 규칙을 이루게 됩니다.

물론, 3~12족 원소들, 그러니까 전이/희토류 금속들에게만 최외각 전자의 수가 2개고,

알루미늄 같이 3~12족이 아닌 원소들에겐 산화가 어렵죠.

하지만 철과 구리는 각각 8족, 11족이라 산화가 쉽답니다.

(예외: 금도 11족이지만 반응을 잘 하지 않는 성질이라 산화가 잘 일어나지 않아요.)

한 걸음 더! 혹시 불꽃 반응을 아시나요?

불꽃 반응이란, 금속 원소를 태워서 불꽃의 색을 확인하는 것인데요,

불꽃의 색으로 해당되는 원소를 알아내는 실험입니다.

물론 리튬과 스트론튬 같은 경우 색이 둘 다 빨간색이라 구별하기 힘들지만요.

아무튼, 근데 그거 아세요? 철의 불꽃 반응 색은 주황색이고,

구리의 불꽃 반응 색은 청록색이란 사실!

이는 금속이 녹슬었을 때 나오는 색깔이랑 일치하는데요,

물질이 타는, 그러니까 연소하는 것도 산화 중 하나이기 때문에

같은 빛깔의 색이 나오는 것입니다.

긴 글 읽어 주셔서 수고하셨습니다. 권영현 기자였습니다.

감사합니다!