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포타슘

포타슘은 원자번호 19, 원소 기호 K인 화학 원소다. 주기율표에서 4주기, 1족, s 블록에 위치한다. 실온에서의 기준 상태는 고체이며 전자 배치는 [Ar] 4s1이다.

원자번호19

표준 원자량39.0983(1)

족1

주기4

블록s

전자 배치[Ar] 4s1

전자 구조

화학적 성질을 결정하는 요인

가장 바깥 전자 배치는 s¹로 끝난다. 원자가 전자 한 개를 잃으면 안쪽 껍질이 채워진 +1 이온이 되기 쉬워, 알칼리 금속 화합물에서는 +1 산화 상태가 지배적이다.

같은 바깥 전자 구조가 1족 알칼리 금속 전체에 반복된다. 족 아래로 갈수록 바깥 전자가 핵에서 멀어지고 대체로 더 쉽게 떨어져 나가므로 높은 반응성이 나타난다.

화학적 형태

화합물, 이온과 물질

포타슘은 대체로 +1 산화 상태의 이온 화합물을 만들며, 산화물·수산화물·할로젠화물과 다양한 염 형태가 중요하다. 자유 금속은 반응성이 커서 자연에서는 거의 화합물로 존재한다.

물리적 거동

상태와 상전이

실온에서의 기준 상태는 고체이다. 제시된 밀도는 0.890g/cm³이다. 녹는점은 336.8 K (63.7 °C), 끓는점은 1 032 K (758.9 °C)이다. 압력, 순도와 결정 구조에 따라 실제 측정되는 물리적 성질은 달라질 수 있다.

존재와 활용

포타슘은 어디에서 발견되고 어떻게 쓰이는가

실제 활용에서 포타슘은 비료 생산 · 생물학 · 비누 · 염기성 화학 물질 같은 분야와 관련된다. 어떤 경우에는 원소 자체가 아니라 특정 화합물, 합금 또는 동위원소의 성질을 이용한다.

실제 활용

실제 사용 사례

비료 생산

포타슘은 비료 화학 또는 식물에 필수 영양분을 공급하는 산업 공정에서 중요하다.

생물학

포타슘 이온이나 화합물은 생체 구조, 효소, 신호 전달 또는 대사 과정에 관여한다.

비누

강한 소듐 또는 포타슘 염기는 지방과 반응해 비누화 과정에서 비누 염을 만든다.

염기성 화학 물질

포타슘의 강염기 또는 염기성 화합물은 산업과 실험실에서 중요한 시약이다.

주기율표상의 위치

이웃 원소가 알려 주는 것

포타슘은 4주기 1족에 있다. 여기 표시된 주변 원소에는 소듐, 마그네슘, 칼슘, 루비듐, 스트론튬 등이 있다. 이 위치 관계를 이용하면 원자 크기, 이온화 에너지와 결합 성향이 주기율표에서 어떻게 변하는지 비교할 수 있다.

참고 데이터

물리적·원자적 성질

분류알칼리 금속

실온에서의 상태고체

전자 껍질2 · 8 · 8 · 1

밀도0.890g/cm³

녹는점336.8 K (63.7 °C)

끓는점1 032 K (758.9 °C)

폴링 전기음성도0.82

1차 이온화 에너지418.8 kJ/mol

전자 친화도48.38 kJ/mol

값은 해당되는 경우 원소 자체 또는 중성 원자를 기준으로 한다. 물리적 데이터는 동소체, 압력과 측정 조건에 따라 달라질 수 있다.

역사

발견과 확인

포타슘의 발견은 Humphry Davy와 관련되어 있다. 원소의 인식, 순수한 시료의 분리, 현대적인 원자번호의 부여는 반드시 같은 시기에 이루어진 것은 아니다.

동위원소와 원자량

동위원소 조성이 수치에 미치는 영향

표준 원자량은 39.0983(1)이다. 이 값은 자연계 물질의 동위원소 조성을 반영한 평균값이며 특정 원자 하나의 질량을 뜻하지 않는다.

포타슘은 적어도 하나의 안정 동위원소가 있다. 동위원소는 양성자 수가 같아 같은 원소이지만 중성자 수와 원자 질량이 서로 다르다.

안전

취급과 노출

포타슘은 수분과 쉽게 반응하며 물과 격렬하게 반응할 수 있다. 물과 공기를 피하고 통제된 조건에서 취급해야 한다.