탄탈럼 바닥 상태 전자 배치도
탄탈럼 바닥 상태 전자 배치도

 

탄탈럼은 광택이 있는 은회색 금속이다. 순수한 탄탈럼은 무르고 연성이 좋아 가공하기 쉽지만 합금은 단단하다. 녹는점은 모든 원소 중에서 다섯 번째로 높다. 20세기 초에는 백열등 필라멘트 재료로 사용됐으나 녹는점이 더 높은 텅스텐에 자리를 내주었다.

나이오븀 원자와 이온의 크기가 거의 같고 화학적 성질이 비슷하다. 탄탈럼은 금속 표면에 산화 피막을 형성하려는 경향이 있다. 이렇게 생성된 탄탈럼 산화물(Ta2O5)막 덕분에 내부식성이 아주 크다. 산에 거의 녹지 않는다. 알루미늄, 티타늄, 지르코늄의 반응성이 낮은 이유도 이런 산화물 보호 피막 때문이다.

이러한 성질을 이용하여 탄탈럼 축전기 제조에 이용하기도 한다. 탄탈럼 산화물이 좋은 절연체가 되기 때문이다. 얇은 절연체를 얻은 축전기는 작은 부피에 비해 큰 용량을 저장할 수 있어, 각종 전기 제품에 잘 쓰인다.

TANTALIZE

1802년 스웨덴 화학자 에케베리(Anders Gustaf Ekeberg)가 발견한 새로운 산화물은 강산 속에서도 침식되지 않았다. 이 모습에서 그리스 신화에 등장하는 탄탈루스를 연상하여 그 이름을 따서 명명하였다. 탄탈루스는 아들을 죽이고 신들을 시험하려든 죄로, 마실 수 없는 물에 잠겨 영원히 갈증과 허기로 고통받는 형벌을 받았다.

IMPLANT

탄탈럼을 합금으로 만들면 녹는점이 높아지고 강도와 연성도 증가한다. 덕분에 고강도나 고연성이 필요한 다양한 분야에 쓰인다. 또한 인체에 무해하기 때문에 의료용으로 사용할 수 있다는 것도 큰 장점이다. 임플란트 치료에서 치아를 턱뼈에 고정하기 위해 사용하는 픽스처(fixture)라는 나사는 탄탈럼과 타이타늄 합금으로 만든다.

 

Ta

73

원자가전자 : 5

원자량 : 180.9479g/mol

전자배열 : [Xe]4f145d36s2

tantalum

탄탈럼

전이금속

김병민 한림대학교 나노융합 겸임교수
김병민 한림대학교 나노융합 겸임교수

 

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