금속의 물질 등급은 어떻게 정하는 것일까요? 금속의 대표적인 성질은 무엇일까요? 감각적으로 인지할 수 있고 측정 가능한 금속의 성질을 요약해보겠습니다. 대부분 금속은 표면에 광택이 납니다. 특히 철사나 금박은 상대적으로 변형성이 뛰어납니다. 일반적으로 냄비는 열 전도성이 큰 금속으로 만듭니다. 금속은 전기레인지의 발열 필라멘트의 열을 잘 흡수해 냄비 안의 물에 전달할 수 있으며, 전기전도성이 커서 전선의 재료로도 이용됩니다. 금속의 전기 전도성은 금속의 화학적 구조와 연관성이 있습니다.
우리는 보조도구인 자석을 이용하여 금속을 구분할 수도 있습니다. 자기성을 테스트하는 이유는 다른 금속을 끌어당기는 금속이 극히 드물기 때문입니다. 이런 금속으로는 철, 코발트, 니켈 등이 있습니다. 가연성도 금속의 특징이 될 수 있습니다. 금속에 불에 탄다는 사실이 이상하게 생각될지도 모르지만, 과거에는 마그네슘 가루에 불을 붙여 사진을 찍을 때 플래시로 이용했습니다. 물론 연필깎이에도 마그네슘이 드어가며 이 것은 불에 붙습니다.
입도도 금속이 지닌 중요한 특성입니다. 금속은 입자가 조밀하게 분포되어 있을수록 산소와 반응할 수 있는 표면적이 커집니다. 이러한 특성은 폭죽의 경우에 잘 나타납니다. 폭죽에는 쇳가루나 알루미늄 가루가 들어 있는데, 이 가루가 불에 타면서 사방으로 흩어집니다. 알루미늄은 다른 금속에 비해 상대적으로 가벼워서 경금속이라고도 합니다. 알루미늄을 사용하면 무게를 줄여주기 때문에 자동차나 비행기의 연료를 절감할 수 있습니다. 중금속과 경금속은 밀도로 구분하고 있습니다. 금속 중에는 자를 수 있을 정도로 부드러운 것도 많습니다. 화학원소인 소듐과 포타슘이 이에 해당됩니다. 납구 구리도 매우 부드러운 금속으로, 변형성이 커서 지붕이나 난방장치를 만들 때 이용됩니다. 금속의 강도를 높이기 위해서는 다른 금속과 합금하기도 하는데, 예를 들어 바나듐과 철을 합금하면 공구의 내구성을 높일 수 있습니다.
밀도가 4.5 이하인 금속은 경금속에 속합니다. 경금속으로는 알루미늄 외에도 리튬, 포타슘, 소듐, 칼슘, 마그네슘, 타이타늄 등이 있으며 중금속으로는 철, 니켈, 구리, 은 납, 금 백금 등이 있습니다. 1kg의 철과 1kg의 깃털 중에서 어떤 것이 더 무거울까라는 질문을 받으면 대부분 철이 더 무겁다고 대답을 할 것입니다. 물론 이 둘의 질량은 1kg으로 동일하지만, 직접 측정해보기 위해서는 엄청난 부피의 깃털을 저울에 올려야 합니다. 이와는 반대로 생각할 수도 있습니다. 질량이 각기 다른 금속들을 같은 부피만큼 준비해 저울을 이용하지 않고 직접 손으로 무게를 재는 것입니다. 그러면 알루미늄은 2.7g의 질량을 나타낼 것이고, 금은 19.32g이 될 것입니다. 따라서 질량의 차기가 쉽게 감지됩니다.
이러한 밀도 값은 다른 물질들도 마찬가지로 나타납니다. 물의 밀도는 1입니다. 이는 질량과 부피가 같다는 것을 의미합니다. 어떤 물질이 물에 뜨거나 가라앉는 것도 밀도에 좌우가 됩니다. 밀도가 1보다 크면 이 물질은 가라앉습니다. 밀도가 1보다 작은 물질은 물에 뜹니다. 그런데 밀도가 이보다 큰데도 물에 뜨는 물질이 있습니다. 바늘이나 클립은 물이 가장자리까지 차 있는 잔의 표면에 놓으면 가라앉지 않고 뜨기 됩니다. 이는 물의 표면장력과 관계가 있습니다.
배는 강철로 만들어지지만 아무리 큰 배라도 물에 뜹니다. 사실 강철의 밀도가 물보다 크기 때문에 배는 가라앉을 수밖에 없습니다. 그러나 강철로 만든 배에는 공기가 담겨 있어서 물에 뜨는 것입니다. 공기는 물보다 밀도가 훨씬 작기 때문입니다.
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