정의
13족 원소는 주기율표의 13번째 족에 속하는 원소들을 통틀어 이르는 말이며, 전자를 3개 잃거나 공유하는 경향이 큰 원소군이다. 이 족에는 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 그리고 인공 원소인 니호늄(Nh)이 포함된다.
개요
13족 원소는 원자 번호가 5에서 113까지 이어지는 원소들로, 화학적 성질에서 +3의 산화수를 주된 형태로 나타낸다. 족의 상단 원소인 붕소는 비금속이며, 그 아래의 알루미늄부터 탈륨까지는 전이 금속에 가까운 성질을 가진 금속 원소들이다. 니호늄은 2016년 국제순수·응용화학연합(IUPAC)에 의해 공식 명칭이 확정된, 인공적으로 합성된 원소이다.
어원·유래
‘13족’이라는 명칭은 주기율표에서 세로 열을 ‘족’(group)이라고 부르는 전통에 따라, 13번째 열에 해당하는 원소군을 지칭한다. ‘원소’는 화학에서 물질을 구성하는 기본적인 입자를 의미한다.
특징
| 원소 | 원자 번호 | 전자배치 (최외각) | 주요 산화 상태 | 주요 용도·특징 |
|---|---|---|---|---|
| 붕소 (B) | 5 | 2s² 2p¹ | +3 | 경량 합금, 세라믹, 전자재료 |
| 알루미늄 (Al) | 13 | 3s² 3p¹ | +3 | 건축·포장재, 전기 전도성, 가벼운 합금 |
| 갈륨 (Ga) | 31 | 4s² 4p¹ | +3 | 반도체(갈륨비소), 저녹점(29.76 °C) |
| 인듐 (In) | 49 | 5s² 5p¹ | +3 | 인듐주석합금, LCD 디스플레이 |
| 탈륨 (Tl) | 81 | 6s² 6p¹ | +1, +3 | 전자관, 방사선 차폐(※ 독성 주의) |
| 니호늄 (Nh) | 113 | 7s² 7p¹ (예상) | +3 (예상) | 초중량 원소, 합성된 지 얼마 되지 않아 물리·화학적 특성은 제한적으로 알려짐 |
- 전기음성도 및 이온화 에너지: 족을 따라 원자 반지름이 증가함에 따라 전기음성도와 이온화 에너지는 감소하는 경향을 보인다.
- 산화 상태: 대부분 +3 산화 상태를 나타내지만, 탈륨은 +1 산화 상태도 안정적으로 존재한다.
- 물리적 특성: 상단의 붕소는 경질 고체이며, 하단으로 갈수록 금속성 및 밀도가 증가한다. 탈륨은 물리적으로는 연한 금속이며, 독성이 강하다.
- 합성 원소: 니호늄은 2004년 일본에서 처음 합성되었으며, 현재까지는 짧은 반감기로 인해 화학적 특성에 대한 실험적 데이터가 거의 없다.
관련 항목
- 주기율표
- 원소족 (Group)
- 전이금속 및 비금속
- 알루미늄 (Al)
- 갈륨 비소(GaAs) 반도체
- 초중량 원소(초중량 원소군)
- 국제순수·응용화학연합(IUPAC)
※ 위 내용은 현재까지 확인된 과학적 자료에 근거하며, 최신 연구에 따라 추가·수정될 수 있다.