11족: 화폐 금속
11족에는 구리, 은, 금과 인공 원소인 뢴트게늄이 속합니다. 수천 년 동안 동전으로 만들어졌기 때문에 화폐 금속이라 불리며, 전기를 아주 잘 전도하고 반응성이 가장 낮은 금속에 속합니다. 이 패턴을 기억하세요. 가득 찬 d 부껍질에 s 전자 하나입니다.
가득 찬 d 부껍질과 s 전자 하나
구리는 [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, 은은 [Kr] 4d¹⁰ 5s¹, 금은 [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹입니다. 알칼리 금속처럼 바깥쪽 s 전자가 하나이지만 원자핵이 이 전자를 훨씬 더 단단히 붙잡고 있습니다. 구리의 제1 이온화 에너지는 7.726 eV로 같은 주기의 칼륨 4.341 eV보다 크고, 금은 9.226 eV입니다.
그래서 이 금속들은 1족 금속보다 훨씬 느리게 반응합니다. 은은 Ag⁺를, 구리는 Cu⁺와 더 흔한 Cu²⁺를, 금은 Au⁺와 Au³⁺를 만들지만, 가혹한 조건에서만 그렇습니다.
족을 따라 내려가며 나타나는 경향
이 족은 매끄러운 직선을 따르지 않습니다. 녹는점은 구리 1357.77 K, 은 1234.93 K, 금 1337.33 K입니다. 밀도는 8.96 g/cm³에서 10.49 g/cm³로 올라간 뒤 금에서 19.3 g/cm³로 거의 두 배가 됩니다. 전기 음성도는 구리 1.9, 은 1.93이지만 금은 2.54로 모든 금속 중 가장 높습니다.
금의 특이한 수치와 노란색은 상대성 이론에서 비롯됩니다. 무거운 원자핵 가까이에서 금의 전자는 광속의 상당한 비율로 움직이며, 이로 인해 6s 오비탈이 줄어들고 금이 흡수하는 빛의 색이 바뀝니다. 이 효과가 없다면 금은 은빛으로 보일 것입니다.
11족을 만나는 곳
구리는 대부분의 가정용 배선에서 전기를 나르며, 오래된 지붕과 자유의 여신상에서 볼 수 있는 초록색 녹청으로 풍화됩니다. 은은 전기를 가장 잘 전도하고 가장 잘 반사하는 금속으로 거울, 태양 전지판, 전자 제품에 쓰이지만, 공기 중의 황 화합물 때문에 서서히 검게 변색됩니다. 금은 절대 부식되면 안 되는 전기 접점에 입혀지며, 세 금속 모두 장신구로 만들어집니다.
뢴트게늄
X선을 발견한 빌헬름 뢴트겐의 이름을 딴 뢴트게늄(111)은 한 번에 몇 개의 원자만 만들어졌기 때문에 성질은 예측값입니다. 계산에 따르면 상대성 효과가 금보다 훨씬 크게 작용하여, 위쪽 원소들의 d¹⁰ s¹ 패턴 대신 [Rn] 5f¹⁴ 6d⁹ 7s²의 배치를 가질 것으로 예측됩니다.
11족: 족을 따라 내려갈 때의 성질
열 제목을 누르면 정렬돼요.
| 29 | 구리 | Cu | 1 | +1, +2 | 1.9 | 140 | 1,357.77 K (1,084.6 °C) | 8.96 g/cm³ |
| 47 | 은 | Ag | 1 | +1 | 1.93 | 172 | 1,234.93 K (961.8 °C) | 10.49 g/cm³ |
| 79 | 금 | Au | 1 | +1, +3 | 2.54 | 166 | 1,337.33 K (1,064.2 °C) | 19.3 g/cm³ |
| 111 | 뢴트게늄 | Rg | 2 | — | — | — | — | — |