hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
2002년 FIFA 월드컵 조별 리그
브라질은 3경기를 모두 이기고 다음 라운드를 위해 일본으로 이동하였고, 그와 반대로 중국은 승점은커녕 득점도 올리지 못하고 3전 3패(0득점 9실점)를 당하며 C조 꼴찌로 탈락하였다. 코스타리카는 허술한 수비로 인해 골득실차에서 밀려 탈락하였고, 그에 따라 튀르키예가 조 2위를 차지하여 브라질과 함께 일본으로 이동하였다.
미국은 포르투갈을 3 – 2로 손쉽게 제압하는 이변을 연출한 후, 대한민국과 비기고, 폴란드에 1 – 3으로 완패하였으나, 다음 라운드에 진출하는데 필요한 승점을 충분히 적립하였다. 1차전에서 미국에 2 – 3으로 패했던 포르투갈은 2차전에서 폴란드를 4 – 0으로 이겼으나, 3차전에서 대한민국에 0 – 1로 지면서 탈락하였다. 폴란드 또한 미국과의 최종전에서 1승을 거두었으나, 그렇게 최종 조별 리그에서 폴란드는 4위, 포르투갈은 3위로 조별리그를 마무리 하고 탈락 하였다.
2002년 FIFA 월드컵 조별 리그
사우디아라비아는 독일과의 1차전에서 0 – 8로 대패를 당한 것을 시작으로, 2차전에서는 카메룬에 0 – 1 패배, 3차전에서 아일랜드에 0 – 3으로 지면서 3전전패 무득점으로 12실점을 기록해 E조 꼴찌 및 대회 최하위(32위)로 탈락하였다. 독일은 카메룬을 2 – 0으로 누르고 조 1위로 토너먼트 16강전에 진출하였다. 아일랜드의 로비 킨은 이 FIFA 월드컵 대회 내내 독일을 상대로 득점에 성공한 유일한 선수였고, (다른 한명은 결승전에 조우한 브라질의 호나우두) 인저리 타임 동점골에 힘입어 아일랜드의 조 2위를 견인하였다.
우승후보 프랑스와 마찬가지로, 차기 우승후보로 꼽힌 아르헨티나 또한 3경기 모두 같은 전술로 일관하는 실쳑을 범한 것이 원인이 되어 스웨덴과의 조별 리그 최종전에서 스웨덴에게 전술을 간파당해 1 – 1로 비기며 조별 리그에서 살아남지 못했다. 이들은 2차전에서 잉글랜드에 0 – 1로 패배한 것으로 인해 다음 라운드로 진출하기 위해서는 반드시 승리가 필요했다. 스웨덴은 잉글랜드와 승점&골득실에서 동률을 이뤘으나 득점에서 앞서며 F조 1위를 차지하였고, 나이지리아는 잉글랜드와의 최종전을 치르기도 전에 이미 탈락했다.
2002년 FIFA 월드컵 조별 리그
멕시코는 조별 리그 처음 두 경기를 모두 이기고 무난히 다음 라운드에 진출하였다. 조별 리그 최종전에서 이탈리아는 에콰도르가 요코하마에서 크로아티아를 이겨준 덕에 그대로 16강에 합류했는데, 알레산드로 델 피에로가 멕시코와의 조별 리그 최종전에서 동점골을 득점했다. 그에 따라 크로아티아와 이들을 상대로 첫승을 거둔 FIFA 월드컵 데뷔국 에콰도르가 남았고, 승점을 3점씩 적립하는데 그친 그들은 각각 조 3위, 4위를 차지하였다.
대한민국과 공동 개최국인 일본이 2승 1무로 조 1위를 차지했다. 벨기에 또한 러시아와의 최종전에서 멍군장군 경기 끝에 다음 라운드에 진출하였으나, 러시아와 튀니지는 각각 승점을 3점, 1점씩밖에 얻지 못하는데 그쳐 탈락하였다.
2002년 FIFA 월드컵 결선 토너먼트
결선 토너먼트에서 16강전, 8강전, 그리고 준결승전은 A조, C조, F조, 그리고 H조를 통과한 팀의 경우 일본에서 치렀고, B조, D조, E조, 그리고 G조를 통과한 팀들은 대한민국에서 치렀다. 3위 결정전은 대한민국의 대구에서, 결승전은 일본의 요코하마에서 열렸다.
2002년 FIFA 월드컵 통계
호나우두는 8골을 득점하여 이 대회의 득점왕에 올랐다. 도합하여 109명의 선수들이 161골을 터뜨렸다.
8골
5골
4골
3골
2골
1골
자책골
출처: FIFA
미하엘 발라크가 4도움으로 최다 도움을 기록하였다.
4도움
3도움
2도움
1도움
출처: FIFA
1 올리버 칸은 FIFA 월드컵 역사상 최초의 골든 볼 수상 골키퍼이다.
출처:
2002년 FIFA 월드컵 최종 순위
대회 종료 후, FIFA는 2002년 FIFA 월드컵 본선에 참가한 팀들의 진출 라운드와 결과를 상대적으로 반영한 최종 순위표를 발표하였다.
월드컵 최종 서열 순위
2002년 FIFA 월드컵 매체
2002년 FIFA 월드컵의 공식 스폰서는 두 분류로 나뉘었다: FIFA 월드컵 스폰서와 대한민국 / 일본 국가대표팀 스폰서.
2002년 FIFA 월드컵 군악대 및 성악가·가수 행사 참여
한국팀이 출전하는 경기에서는 상대국 국가 가수와 한국의 성악가가 초청되어 현지 군부대 군악대의 취주악 반주에 맞춰서 해당국 국가와 애국가를 독창했다. 초청된 해외 가수는 터키전만 남성 가수가, 나머지는 여성 가수들이 초청되었는데 한국인에게 잘 알려진 세계적인 가수들이 상대국 국가의 가수로 초청되었으며, 미국전은 한·미 친선의 의미로 한국인 소프라노 가수가 초청되어 미국 국가를 독창했다.
2002년 FIFA 월드컵 문화 행사
2002년 FIFA 월드컵을 앞두고 FIFA가 주최한 공식 문화 행사는 "바람의 시" 서울월드컵경기장 인근의 난지천 공원에서 열렸으며, 바람의 시 행사는 5월 29일부터 6월 25일까지 FIFA 월드컵의 성공을 기원하고 축제 분위기를 조성하기 위해 진행되었다. 깃발미술축제에서, 세계적인 예술가들이 참가해 손수 깃발을 그렸고, 화합을 추구하고 해외 손님들을 반기기 위한 분위기를 조성했다. (2002년 깃발미술축제 조직위원회)
튜링상
튜링상(영어: Turing Award, 튜링 어워드)은 ACM(계산기 학회)에서 컴퓨터과학 분야에 업적을 남긴 사람에게 매년 시상하는 상이다. "컴퓨터과학의 노벨상"이라고도 불린다. 현대 컴퓨터과학의 아버지라 할 수 있는 앨런 튜링의 이름을 땄다. 구글이 매년 총 100만 달러의 상금을 후원하고 있다.
앨런 튜링
앨런 매시슨 튜링(영어: Alan Mathison Turing, 1912년 6월 23일 ~ 1954년 6월 7일)은 잉글랜드의 컴퓨터 과학자, 수학자, 암호학자, 논리학자이며 컴퓨터 과학의 선구적 인물이다. 알고리즘과 계산 개념을 튜링 기계라는 추상 모델을 통해 형식화함으로써 컴퓨터 과학의 발전에 지대한 공헌을 했다.
1950년 철학 저널 '마인드'에 '기계가 생각할 수 있는가?'라는 주제의 논문을 발표하고, 튜링 테스트 라는 '기계가 생각하는 것이 가능한가?'라는 명제로 기계의 답이 얼마나 인간다운지 평가한 실험을 하여 성과를 거두었다.  ACM에서 컴퓨터 과학에 중요한 업적을 남긴 사람들에게 매년 시상하는 튜링상은 그의 이름을 따 제정한 것이다. 이론 컴퓨터 과학과 인공지능 분야에 지대한 공헌을 했기 때문에 "컴퓨터 과학의 아버지"라고도 불린다.
앨런 튜링
1945년에 그가 고안한 튜링 머신은 초보적 형태의 컴퓨터로, 복잡한 계산과 논리 문제를 처리할 수 있었다.
하지만 튜링은 1952년에 당시에는 범죄로 취급되던 동성애 혐의로 영국 경찰에 체포돼 유죄 판결을 받았다. 그리고 뇌에 정신적 질환을 앓고 있는 것으로 밝혀져 있다. 감옥에 가는 대신 화학적 거세를 받아야 했던 그는, 2년 뒤인 1954년에 사이안화 칼륨에 중독되어 사망했다. 사망 원인은 자살이라고 알려져 있으나 명확한 근거는 없다.
사후 59년만인 2013년 12월 24일에 엘리자베스 2세 여왕이 크리스 그레일링 법무부 장관의 건의를 받아들여 튜링의 동성애 죄를 사면하였다. 이어서 무죄 판결을 받고 사면되었다.
앨런 튜링 활동
튜링은 13살 때 처음으로 수학적 연구결과를 도출했다. 그것은 역탄젠트 함수의 무한한 연속을 어림잡을 수 있는 계산 형식으로, 크게 독창적이지는 않지만 이후 튜링의 연구의 전체적인 방향을 보여준다. 즉 그가 평생동안 연구했던 계산할 수 있는 실수의 개념이 들어가 있다.
튜링은 케임브리지 대학교에서 수학을 전공했으며, 특히 막스 보른의 양자역학 강의와 리하르트 쿠란트의 미분 방정식 강의를 들으며 수치 해석을 비롯해 확률론, 통계학, 정수론, 군론 등에 관심을 가졌다.
1933년 튜링은 물리학자 에딩턴의 과학적 방법론을 수강하고 정규분포곡선(courbe normale)이라는 고전적 개념에 관심을 갖게 된다. 튜링은 자연 현상에서 규칙성 연구에서의 중심극한정리의 중요성을 이해하고, 핀란드의 수학자 얄 발데마르 린데베리(Jarl Waldemar Lindeberg)가 1922년에 먼저 증명한 내용을 모르는 상태에서 이를 증명했다. 이 증명으로 그는 장학금을 받고 케임브리지 대학교의 특별연구원이 되었다.
앨런 튜링 활동
리만 가설 등 소수의 개수에 대한 문제를 접한 튜링은 수치상으로 제타 함수를 평가했다. 이 과정에서 튜링은 제타함수 계산에 쓸 기계를 만들기 위해 장학금을 받아냈으나, 전쟁으로 인해 무산되었다가 전쟁 이후 맨체스터 대학교에서 다시 시도하게 된다. 이 기계에는 몇 가지 문제점이 있었으나, 튜링은 1953년에 제타 함수에 대한 논문을 발표한다.
군론은 튜링이 평생 연구해온 분야인 수치상의 문제나 계산의 유효성과 거리가 있다고 느껴질 수도 있으나, 가능한 모든 값의 치환을 통해 함수와 함수 풀이 영역 간의 구조적 상관성이라는 방법으로 튜링의 인생에 세 번의 영향을 주게 된다. 우선 1936년 튜링이 계산할 수 있는 수와 계산할 수 없는 수 사이의 경계선을 연구할 때 구조적인 계산의 유효성에 대한 기준을 제시했다. 다음으로 함수이론의 연장선의 문제였고 셋째는 군론을 간접적으로 수치 적용해 양자역학과 암호학에 이용했다. 양자역학에서 군론은 상태 개념에 연관되어 있고, 암호학에서는 치환 개념과 치환 불변성의 개념에 관련되어 있다.
앨런 튜링 활동
1936년 튜링은 결정가능성 문제에 대한 부정적 증명을 해낸 후 프린스턴 대학교로 떠나게 된다. 이 때 튜링은 수리논리학의 알론조 처치와 군론의 존 폰 노이만을 만나 새로운 학문의 장을 열게 된다. 3년의 학업 이후 폰 노이만이 조교로 남을 것을 권유했으나 정중히 거절한 튜링은 케임브리지로 다시 돌아왔다.
튜링은 프린스턴 대학교에서 만난 처치와 함께 수리논리학의 연구를 계속하게 된다. 그는 해결 불가능성의 정도의 산술적 서열을 구축함으로써 해결 불가능성의 개념이 고려된 형식 체계 내에서 이루어진다는 인식 변화를 일구어냈다.
앨런 튜링 활동
암호학과 통계학 분야에서 튜링이 전쟁동안 진척시켰던 연구 작업은 1996년 미국 정부에 의해 폐기되는 등 공개에 어려움을 겪어, 전반적으로 알려지지 않았다. 하지만 “튜링이 없었다면, 영국은 전쟁에서 분명 패했을 것이다”라는 동료 D.미치의 인터뷰 증언 등을 고려할 때 그의 업적을 짐작할 수 있다. 널리 알려진 바처럼 튜링은 당시 에니그마라 칭해졌던 독일군의 암호를 해독하기 위해 봄베라는 암호 해독기를 도입하여 해독에 성공했으며 당시 컴퓨터의 발달에도 큰 영향을 끼쳤다. 튜링은 수리논리학에서 정의된 계산, 조작 실행에 영향을 준 추상적 기계(알고리즘), 실행화시킨 물질적 기계를 토대로 이후 정보과학의 탄생에 큰 영향을 끼치게 된다.
암호학은 수학, 논리학, 물리학에 연관된 분야로 튜링은 전쟁 선포 이후 암호학 부서(GCCS)에 들어갔다. 열 명 남짓의 연구팀의 수장이 된 튜링은 독일 베를린의 잠수정 등에서 보내온 메시지를 코드화하여 해독하는데 주력했다. 이 과정에서 튜링은 암호학의 새로운 기틀을 다졌으며 통계학과 기계화할 수 있는 논리적 방법을 통해 모순을 제거해 나갔다.
정보 개념, 혹은 데이터의 중요도는 원래 통계학적 속성인데, 선험적(a priori)가설로부터 경험적(a posteriori) 확률을 계산할 수 있는 방법을 제시한다.
앨런 튜링은 1945년 10월 1일 테딩턴에 위치한 국립물리연구소(National Physical Laboratory, NPL)에서 영국의 첫 번째 컴퓨터라 할 수 있는 전자 계산기 제작을 위한 수학 부서 창설을 추진했다. 그리고 맨체스터 대학교 등에서 컴퓨터에 대한 연구를 계속했다. 이 시기의 튜링은 전적으로 형태 발생과 수학적 모델화에 주력했다.
앨런 튜링 주요 연구 내용
튜링 기계는 튜링이 알고리즘을 설명하기 위해 도입한 가상의 기계이다. 이 기계는 한정된 종류의 기호 중 하나를 기록할 수 있는 칸들이 무한히 이어진 띠와 각 칸의 정보를 읽고 수정하는 기계로 이루어져 있다. 그리고 튜링 머신의 상태와 칸에 기록된 기호에 따라 지정된 절차를 수행한다. 튜링 머신이 수행하는 절차는 1. 현재 기계가 위치하는 칸의 기호를 수정 2. 띠의 위치 이동 3. 튜링 머신의 상태 변경 이 있다.
에니그마는 암호 작성과 해독을 돕는 기계로, 1918년 아르투스 슈르비우스에 의해 처음 고안됨.이 기계는 제 2차 세계 대전 동안 독일군이 군사 관련 정보를 암호화하는 데 쓰임.작동 원리는 다중치환암호를 개선한 것임.에니그마는 기계적으로 다중치환 암호를 구현하고, 이에 스크램블러를 추가해 보안성을 강화함. 그러나 튜링은 에니그마가 암호화와 복호화 둘 다 할 수 있다는 것에서 암호문의 스크램블러에 의한 효과를 없앴고, 자주 쓰이는 평문의 목록인 크립을 이용해서 이론적으로 에니그마를 해독할 수 있었음.
앨런 튜링 후세에 끼친 영향
튜링은 수학, 암호학, 생물학 등 많은 분야에서 다양한 연구 활동을 했지만, 특히 컴퓨터 과학 분야에 끼친 영향이 크기 때문에 컴퓨터 과학의 아버지라고 불린다. 그가 구상한 튜링 기계의 무한히 긴 띠는 컴퓨터의 메모리에, 기호를 읽는 기계는 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)에 비유할 수 있다. 또한 튜링 기계의 한 종류인 범용 튜링 기계는 프로그램을 내장해서 작동하는 현대의 컴퓨터를 많이 닮아 있다. 이외에도 콜로서스 개발에 간접적인 기여를 했다.
계산기 학회(ACM)에서는 튜링의 공로를 기리기 위하여, 1966년부터 매년 컴퓨터 과학에 중요한 업적을 남긴 사람들한테 주는 튜링상을 제정하였다. 현재 튜링상은 컴퓨터 과학 분야의 노벨상이라고도 불린다. 또한 튜링 테스트를 통과하는 인공 지능에게는 뢰브너 상이 수여된다.
애플 컴퓨터의 로고인 "한 입 베어먹은 사과"는 튜링을 연상시키지만, 애플 컴퓨터가 로고를 만들 때 튜링을 염두에 두고 만들었는지는 확실하지 않다. 현재 애플 컴퓨터에서는 로고의 모델이 뉴턴의 사과라고 주장한다.(애플 컴퓨터를 창립한 스티브 잡스도 뉴턴의 사과를 모델로 애플 컴퓨터를 창립했다고 한다.)
적혈구
적혈구(赤血球, 영어: red blood cell, RBC, erythrocyte) 또는 붉은피톨(문화어: 붉은피알)은 가운데가 패인 원반 모양을 한 세포이다. 혈액 속에 들어 있으며, 이들이 혈구에 고루 분포하고 있어 혈액이 붉게 보인다.
적혈구는 허파에서 몸의 모든 세포들로 산소 운반을 위해 특화된 도넛 모양의 세포로, 고도의 산소 보유능력을 가진 헤모글로빈이라는 단백질을 개당 약 2억 8천만 개를 포함하고 있다. 그러므로 한개의 적혈구는 약 11억 2천만개의 산소 분자를 운반할 수 있다. 이 헤모글로빈에는 철을 함유하고 있어 붉은 색을 띠며, 적혈구가 붉은 색을 띠는 원인이 된다. 또한 헤모글로빈은 적혈구 건조 중량의 약 95%를 차지한다. 그리고 적혈구는 골수에서 생성되며 골수에서 처음 생성될 당시 미성숙 상태인 적혈구들은 핵을 가지고 있으나, 성숙 과정에서 세포핵이 퇴화하여 없어진다.
적혈구
적혈구는 혈액의 헤모글로빈중 가장 많은 수를 차지하며, 정상 적혈구의 수명은 평균 120일이다. 혈액 1 mm³ 에 남자는 약 500만 개, 여자는 450만 개 가량의 적혈구를 가지고 있다. 적혈구는 직경이 7.2~8.4μm 정도이며, 두께는 가장 두꺼운 부분이 2~3μm, 중심 부위는 1μm 정도이다. 포유류에서는 적혈구의 양면이 오목한 쌍요면체형으로 되어 있어 어느정도 휘어질 수 있는데, 이러한 성질 때문에 좁은 모세혈관을 비교적 쉽게 통과할 수 있다. 또한 적혈구는 포도당을 에너지원으로 사용한다. 혈액형은 적혈구 세포막 외벽에 붙은 탄수화물 구조물이 항원으로 작용하여 결정된다.
적혈구를 발견한 최초의 사람은 네덜란드의 생물학자 얀 슈밤메르담(Swammerdam, J.)으로, 그는 1658년에 초기 현미경으로 개구리 피를 연구하였다.
적혈구라는 이름인 "erythrocyte"는 그리스어에서 "빨강"을 뜻하는 erythros와 "빈 용기"를 뜻하는 kytos가 변한 -cyte가 합쳐져서 만들어진 것이다.
적혈구 형태
적혈구에는 핵이 없기 때문에 세포 중앙이 움푹 파여 있는 형태, 즉 중심부가 양쪽으로 오목한 도넛 형태를 보이고 있다. 그래서 전자현미경으로 관찰할 경우 적혈구 직경은 평균 7~8μm, 두께는 평균 2.2μm 정도 되는데 중앙 함몰 부분은 0.46~1.16μm 정도밖에 되지 않는다. 이러한 적혈구의 형태는 공 모양의 적혈구보다 혈구 표면적이 넓어 가스교환의 효율을 높여주고, 삼투압에 대한 변화나 외부 충격에 저항력을 가지게 하고, 적혈구 막에 유연성을 가지게 해 적혈구 직경보다 좁은 모세혈관(모세혈관의 직경은 약 4μm에 불과하다)을 쉽게 통과할 수 있게 한다. 적혈구 내부는 대부분 물로 구성되어 있으며 헤모글로빈(혈색소)이 약 1/3 정도 차지하고 있다. 그 외에 소량의 당, 효소, 단백질, 전해질, 비타민 등을 함유하고 있다.
적혈구 작동 원리
적혈구에서 대부분의 산소를 운반하는 물질은 철이온을 가진 헤모글로빈이다. 산소에 대한 헤모글로빈의 친화도는 혈중 수소 이온의 농도와 2,3-비스포스포글리세르산(2,3-BPG)의 영향을 받는다.
혈중 수소 이온의 농도가 높을수록(즉, pH가 낮아질수록) 산소에 대한 헤모글로빈의 친화도는 낮아진다. 이산화탄소는 체액에 용해되면 물과 반응하여 중탄산이 되면서 체액을 산성으로 만드는데, 생체 조직은 산소에서 에너지를 얻고 결과물로 이산화탄소를 발생시키므로, 생체 조직에서는 적혈구가 허파에서 얻은 산소를 쉽게 내놓게 된다.
2,3-BPG 역시 산소에 대한 헤모글로빈의 친화도를 떨어뜨린다. 순수한 헤모글로빈은 산소에 대한 친화도가 매우 높다. 실제로, 순수하게 분리해 낸 헤모글로빈은 오직 8%만의 산소만을 해리시킨다. 이것은 일반적인 생체 환경에서 77%의 산소를 해리시키는 것과는 매우 대조적이다. 이러한 차이는 혈중에 존재하는 2,3-BPG에 의해 설명될 수 있다.
한편, 혈액 내 적혈구의 수가 감소하거나 적혈구 내 헤모글로빈의 농도가 낮아지게 되면 혈액의 산소 운반능이 저하되어 빈혈이 발생한다.
혈액
혈액(血液) 또는 피는 몸 안의 세포에 산소와 영양소를 공급하고 세포의 신진대사에 의해 발생하는 이산화탄소와 노폐물을 회수하여 운반하는 것과 같은 역할을 하는 체액이다. 보통은 피라고 부른다. 혈액은 결합 조직의 한 종류로 액체 성분인 혈장과 적혈구, 백혈구, 혈소판과 같은 각종 세포로 이루어져 있다. 사람의 경우 혈액 속의 세포 용적은 여성의 경우 약 38%, 남성의 경우 약 46% 정도이다.
혈액 역할
혈액이 하는 역할로는 다음과 같은 것들이 있다.
혈액 조성
동물의 혈액은 혈장과 혈구로 구성된다. 척추동물의 경우 혈구는 혈액의 약 45%, 혈장은 혈액의 약 55% 정도를 차지한다. 혈장의 90%는 물이다. 다음 표는 사람의 혈액 조성이다.
혈액 조성
혈구에는 적혈구·백혈구·혈소판이 있으나, 무척추동물에서는 일반적으로 백혈구만 볼 수 있다. 적혈구는 호흡 색소(혈색소)인 헤모글로빈을 포함하고 있는 혈구로서, 낙타·라마를 제외한 일반적인 포유류의 적혈구는 한가운데가 들어간 원반 모양이며 핵이 없다. 이에 비하여, 낙타·라마 류의 동물의 적혈구는 타원형이고, 한가운데에 핵이 있다. 척추동물의 혈색소는 어느 것이나 적혈구 속에 헤모글로빈으로 함유되어 있으나, 무척추동물의 혈색소는 주로 혈장에 들어 있다. 백혈구는 혈색소를 갖지 않는 혈액 속의 세포를 통틀어 일컫는 것으로 여러 가지 종류가 있으며 혈액을 가진 모든 동물에서 볼 수 있다. 혈소판은 모양이 일정하지 않은 부정형으로서, 핵은 없고 혈액 응고 작용에 관계한다. 이러한 혈구, 특히 적혈구를 만드는 기관을 조혈 기관이라고 한다. 양서류 가운데 무미류와 파충류·조류 및 포유류에서는 골수가 대표적인 조혈 기관이다. 양서류 가운데 유미류에서는 지라와 몸 속에 흩어져 있는 특정한 종류의 조직이 조혈 기관의 일을 맡아 하고 있다. 한편, 조류나 포유류에서는 발생 단계에 따라 조혈 기관이 변한다. 즉, 배(胚)의 시기에는 간, 배의 후기에는 지라나 골수에서 혈액이 생성된다. 한편, 오래 된 혈구는 주로 지라나 간 및 골수에서 파괴된다. 백혈구는 배의 시기에는 간·지라 및 골수에서 만들어져 지라에서 파괴된다.
혈액 조성
혈장의 약 91%는 물이고 혈장 단백질은 혈장 가운데 약 7%를 차지한다. 일부 항체와 단백질 형태의 호르몬을 제외한 대부분의 혈장 단백질은 간에서 생성된다. 혈장 단백질은 수소 이온을 흡수하거나 배출할 수 있어 혈액의 pH를 7.4로 유지하는 역할을 한다. 글로불린은 알파, 베타, 감마의 세 종류가 있으며 이 가운데 알파와 베타는 간에서 합성되고 감마글로불린은 림프계통에서 합성된다. 림프계통에서 합성되는 감마글루블린은 면역 항체로서 중요한 기능을 한다.
혈장 단백질은 알부민, 글로불린, 피브리노겐 등으로 구성되어 있으며 세부적으로는 약 80여 종에 이른다. 알부민은 가용성 단백질 가운데 황산암모늄으로는 침전되지 않는 단순 단백질을 총칭하는 것이고, 글로불린은 물에 녹지 않으며 약한 염기성 또는 중성 염류 용액에 녹는 단순 단백질이다. 한편, 피브리노겐은 수용성 단백질로 혈액 응고에 관여하여 혈소판의 침전 속도와 혈액의 점성에 영향을 미친다.
혈장 단백질은 거대 유기 분자와 결합하여 운반 작용을 하는데, 알부민은 헤모글로빈의 분해 산물인 빌리루빈을 운반하고, 글로불린을 포함하고 있는 지단백질은 콜레스테롤을 운반한다.
혈액 조성
혈구에는 적혈구, 백혈구, 혈소판이 있다. 적혈구는 혈색소를 포함하고 있으며 산소와 이산화탄소를 운반한다. 적혈구는 척추동물의 경우 낙타와 같은 특이한 경우를 제외하면 가운데가 움푹한 원반 모양을 하고 있으며, 크기는 지름 약 7.5µm 두께 약 1.5µm이다. 적혈구에 있는 혈색소는 철분을 함유하고 있는 포르피린과 구상 단백질인 글로빈의 복합체이다. 혈액은 혈색소 덕분에 동일한 양의 물보다 약 60배 많은 산소를 수용할 수 있다.
백혈구는 적혈구와 달리 자체적으로 세포핵을 지니고 있으며 독자적인 운동을 할 수 있다. 염색하였을 때 세포내에 알갱이가 염색되는 과립성 백혈구와 알갱이가 염색되지 않는 무과립성 백혈구로 구분된다. 과립성 백혈구로는 염색 특징에 따라 호산성 백혈구, 호염기성 백혈구, 호중성 백혈구가 있고, 무과립성 백혈구로는 림프구와 단백구가 있다. 백혈구는 골수에 있는 공통 조상 세포인 조혈모세포에서 증식된 뒤 혈액 속으로 유입된다.
혈소판은 골수의 거핵 세포에서 분리되어 나오는 부정형의 조직으로 크기는 약 3-4µm이다. 주된 역할은 손상된 혈관에서 응고 작용을 일으켜 혈액의 손실을 막고 혈관의 재생을 돕는 것이다.
혈액 순환계통
동물의 혈관계는 개방 혈관계와 폐쇄 혈관계로 나뉜다.
절지동물인 새우의 경우, 개방 혈관계에서 산소가 포함된 혈액은 심장으로부터 혈관을 통해 몸의 중요한 부분까지 운반되는데, 혈관은 그다지 길지 않고 단순하다. 더구나 모세 혈관이 없으므로, 혈액은 혈관의 말단으로부터 직접 조직 속으로 흘러들어가, 세포 사이에 있는 체강액(체액)과 섞이게 된다. 이렇게 하여 조직 세포에 산소를 공급한 혈액은, 정맥에 해당되는 단순한 혈관에 모인 후 아가미를 거치면서 산소를 많이 함유하여 심장으로 다시 돌아온다. 이러한 순환계를 개방 혈관계라고 하며, 무척추동물에서 널리 볼 수 있다.
혈액 순환계통
환형동물, 원색동물 및 척추동물의 경우, 심장에서 나간 혈액은 허파나 아가미에서 가스 교환이 이루어지고, 대동맥을 통하여 몸의 세부에까지 산소를 운반하는데, 동맥과 정맥은 모세 혈관에 의해 연결되어 있어서, 개방 혈관계와는 달리 혈액이 조직 속으로 직접 흘러드는 일이 없다. 가스 교환은 모세 혈관의 얇은 막을 통하여 혈액과 조직 세포와의 사이에서 이루어진다. 또, 수분이나 영양분·노폐물 등도 모세 혈관의 벽을 통하여 조직 세포에 공급되거나 혈액 속으로 들어간다. 모세 혈관은 마침내 정맥으로 이어져, 혈액은 다시 심장으로 돌아온다. 이와 같은 순환계를 폐쇄 혈관계라고 한다.
혈액 혈색소
혈액에는 여러 가지 물질이 녹아 있어서 무색인 경우는 드물다. 척추동물의 혈액이 붉은색을 띠는 것은 주로 적혈구 속에 포함되어 있는 헤모글로빈 때문이다. 무척추동물 중에도 혈액이 붉은색을 띠고 있는 것이 있으나, 이것은 혈장 속에 붉은색의 혈색소가 포함되어 있기 때문이다. 혈액 속에 직접 녹아 있는 산소의 양만으로는 생명 활동에 충분하지 못하므로, 산소와 능동적으로 결합하여 보다 많은 산소를 운반하는 혈색소의 존재가 중요하게 된다. 이들 혈색소는 모두 금속 원소를 포함하고 있는 단백질로서, 산소 분압이 높은 호흡 기관에서 산소와 결합하며, 분압이 낮은 조직 세포에서는 산소를 해리하여 조직 세포에 방출하는 역할을 한다. 이와 같이 혈색소는 산소 분자를 주고받는 일을 하므로 보통 '호흡 색소'라고도 한다. 척추동물의 혈색소는 적혈구 속에 헤모글로빈으로 함유되어 있으나, 무척추동물의 다른 종류의 혈색소는 혈장에 들어 있다. 동물의 혈색소에는 헤모글로빈·헤모시아닌·클로로크루오린·헤모에리드린 등 여러 가지가 있다. 갑각류 등의 피가 녹색으로 보이는 까닭은 헤모시아닌에 함유된 구리때문이다.
혈액 혈색소
헤모글로빈은 네 개의 햄 색소와 각각 알파와 베타로 불리는 두 개의 단백질 사슬로 이루어져 있다. 헤모글로빈은 철을 포함하여 산소와 가역적인 방법으로 결합한다. 헤모글로빈은 세포에서 방출되는 이산화탄소와도 결합하여 세포 조직으로 산소를 해리하고 이산화탄소를 체외로 내보내게 된다. 이때, 이산화탄소는 산소와 달리 햄 구조의 다른 부분에 결합하여 헤모글로빈은 산소와 이산화탄소를 동시에 처리할 수 있게 된다. 체내의 이산화탄소는 약 8%가 혈장에 녹아들고 20%는 헤모글로빈과 결합하며 나머지 70%는 적혈구의 다른 부분에 스며들게 된다. 이산화탄소가 적혈구로부터 농도가 낮은 혈장으로 녹아드는 것을 막기 위해 적혈구는 물과 효소를 사용하여 이산화탄소를 탄산으로 변화시키고 이를 다시 중탄산이온과 수소이온으로 분리시킨 다음 중탄산이온은 혈장으로 내보내고 수소이온 만을 헤모글로빈과 결합시킨다. 이러한 과정을 염화물 전환이라고 하며, 그 결과 혈장의 이산화탄소 농도를 낮추고 주변 조직들로부터 더 많은 이산화탄소를 받아들일 수 있게 된다.
혈액 혈색소
두족류, 복족류와 같은 연체동물이나 대다수의 절지동물의 경우 혈색소는 헤모시아닌으로 이루어져 있다. 헤모시아닌은 두 개의 구리와 산소가 결합하여 체내에 산소를 운반한다. 산소를 얻게 되면 산화구리의 색인 푸르스름한 빛을 지니게 되고 산소를 잃으면 무색이 된다.
대부분의 연체동물은 헤모시아닌을 혈색소로 갖고 있으나 일부 종류는 헤모글로빈과 헤모시아닌을 모두 갖고 있는 경우도 있고 어린 때에는 헤모글로빈이 있다가 성체가 되면 헤모시아닌을 혈색소로 갖고 있는 경우도 있다. 한편 연체동물 중에서도 혈색소가 헤모글로빈인 경우도 있는데, 피조개, 꼬막과 같은 것이 대표적이다.
갯지렁이는 클로로크로우린을 혈색소로 사용하는데, 이 혈색소는 헤모글로빈과 같이 철을 산소와 결합하는 매개체로 사용하지만 헤모글로빈보다는 산소 결합력이 떨어진다. 혈중에 클로로크로우린의 농도가 높을 경우 붉은 색을 띄며 옅으면 녹색을 띈다.
혈액 혈액과 건강
출혈: 건강한 성인 남성의 경우 외상을 입어 출혈이 있더라도 전체 혈액의 약 20%(1L)까지는 신체에 큰 무리가 오지 않는다. 그러나 40%에 해당하는 2L 가량의 혈액을 잃었을 경우 쇼크에 빠질 수 있고 뼈가 부러지는 것과 같은 부상을 입었을 때에는 내출혈이 일어날 수 있다. 혈액에는 혈소판과 같은 응고 인자가 있어 더 이상 출혈이 일어나지 않도록 손상된 혈관을 막는다.
혈액 혈액형
혈액형은 적혈구의 세포막에 있는 당단백질의 항원 기능에 따라 혈액의 종류를 구분한 것이다. 1901년 오스트리아의 카를 란트슈타이너(Karl Landsteiner)에 의해 구분된 ABO식 혈액형이 유명하나 사람의 경우 이 외에도 RH식, MNSs, Lewis Duffy, Kidd 등 500여 가지 항원이 존재한다. 이 가운데 ABO식과 RH식이 중요하게 다루어지는 것은 수혈을 하였을 때 항원항체 반응으로 서로 다른 혈액형의 적혈구를 파괴하기 때문이다. ABO식에도 많은 돌연변이가 있어 약(弱)A형이나 약B형의 경우 O형으로 오진될 수 있고, AB인자가 결합되어 O형의 배우자와 만나 낳은 자식이 AB형이 되는 시스-AB형, A인자와 B인자가 함께 있는 혈액 키메라 등이 생길 수 있다. 인간 이외의 다른 동물도 혈액형이 구분되는데 개와 같은 경우 11가지의 혈액형이 알려져 있다.
한편, 일본, 대한민국 등에서 유행하는 ABO식 혈액형에 따른 성격 구분은 과학적 근거가 없는 것으로 일종의 사이비과학이다. 2006년 성균관대학교 물리학과 교수 김범준은 대한민국에서 성격과 혈액형에는 실제로 아무런 연관이 없다는 조사 결과를 발표하였다.
혈액형
혈액형(血液型, 문화어: 피형)은 적혈구의 세포막에 있는 항원인 여러 종류의 당단백질의 유무에 따라 분류되는 혈액의 종류를 일컫는다.
혈액형 종류
ABO식 혈액형이 유명하나 사람의 경우 이 외에도 RH식, MNSs, Lewis Duffy, Kidd 등 500여 가지 항원이 존재한다. 이 가운데 ABO식과 RH식이 중요하게 다루어지는데, 수혈을 하였을 때 항원항체 반응으로 서로 다른 혈액형의 적혈구를 파괴하기 때문이다. ABO식에도 많은 돌연변이가 있어 약(弱)A형(weak A형)이나 약B형(weak B형)의 경우 O형으로 오진될 수 있고, AB인자가 결합되어 O형의 배우자와 만나 낳은 자식이 AB형이 되는 시스-AB형, A인자와 B인자가 함께 있는 혈액 키메라 등이 생길 수 있다. 한편 인간 이외의 다른 동물도 혈액형이 구분되는데 개와 같은 경우 11가지의 혈액형이 알려져 있다.
1901년 오스트리아의 카를 란트슈타이너(Karl Landsteiner)에 의해 구분된 방식. ABO식에 따라 서로 구분되는 인간의 혈액형의 종류는 A형, B형, AB형 그리고 O형 네 가지이다. O형은 과거 C형으로 불렸다. 기본적으로 사람과 사람의 혈액을 섞었을 때 일어나는 응집반응의 여부로 구분하며, 이는 면역에서 말하는 항원과 항체 반응의 결과이다.
혈액형 종류
같은 란트슈타이너가 1940년 붉은털원숭이(rhesus monkey)의 혈액과 응집반응 여부를 통해 구분한 혈액형이다. 이 경우는 다음과 같다.
이 혈액형은 어머니가 Rh-형이고 태아가 Rh+형인 경우, 첫 번째 출산으로 어머니의 몸 속에 Rh+에 대한 항체가 생겨 두 번째 아이의 임신에 영향을 주는 신생아 용혈성 빈혈(적아세포증)에 중요하다. 또한 동양인은 Rh-형이 극히 적으므로, 수혈 시에 상당한 문제가 되기도 한다.
Rh-형은 동양에서는 전체의 1%도 안 되는 반면, 서양에서는 Rh-형이 전체의 20%를 차지한다. 이런 희귀성 때문에 동양국가에서는 Rh-형인 사람들을 따로 등록해 두기도 한다.
혈액형 종류
바디바바디바(-D-/-D-)는 존재할 확률이 적은 희귀 혈액형으로 Rh식 혈액형의 항원 C, D, E 중에서 일반인 대부분이 갖고 있는 C, E 항원이 없는 혈액형을 일컫는다. (참고로 항원 CDE가 적혈구에 모두 포함되어 있다면 Rh+, CE만 있다면 Rh-이다.) C와 E가 없다는 의미로 -D-/-D-로 표기하고, '바디바'로 발음한다. 부모 양쪽으로부터 모두 바디바(-D-)를 받을 경우에 나타나는데 만일 바디바바디바 혈액형을 가진 산모가 다른 혈액형 남성의 아이를 가지면 혈액형부적합임신에 따라 이상항체가 만들어져 태아가 심한 용혈성질환에 걸려 심하면 태아 사망도 유발될 수 있다. 그렇기 때문에 바디바바디바 혈액형을 가진 아이가 태어나려면 부모에게 모두 인자가 있어야 하는데 인자 자체가 희귀하기 때문에 혈액형이 나타날 확률은 매우 적다. 30만명당 1명 꼴로 태어나고, 대한민국에는 2006년까지 3명이 확인되었다.
대한민국에서는 단 2차례의 보고 예만 있을 정도로 희귀한데, 그 중 한 예로 2004년 7월 이 혈액형을 가진 산모가 유산에 따른 출혈 과다로 입원해 대한민국의 다른 바디바바디바 혈액형의 사람으로부터 혈액을 공급받았으나 혈액량이 부족해 대한적십자사를 통해 일본에서 몇 년 전 헌혈받아 냉동시켜 놓았던 혈액을 공수받아 위기를 넘겼다.
혈액형 검사 방법
이 혈액형은 anti-D 혈청 시약을 약 200배 정도로 희석한 용액으로 환자 혈액과 반응시켜 검사하는데, 이 희석 용액에서는 일반적인 anti-D 시약에 의한 양성 반응을 보이는 검체에서는 음성이 보이는데 반해 이 혈액형을 가진 혈액과 반응시키면 양성 반응을 보이므로 구분이 가능하다. 양성 반응이 나타나면 이 혈액형을 의심하면서 확인 검사로 C항원과 D항원 검사를 시행한다.
혈액형 란저레이스, 주니어
미국버몬트대학 생물학자 브라이언 발리프 등이 참가한 연구팀이 '란저레이스(Langereis)형'과 '주니어(Junior)형'으로 구분하는 새로운 단백질을 발견했다. 각 단백질엔 'ABCB6'과 'ABCG2' 이 붙여졌다.
혈액형 수혈
2006년까지 알려진 혈액형의 종류는 대략 500종이다. 그 중 가장 중요한 것은 ABO와 Rh 혈액형이다. 이 두 종류만이 현재로서는 99% 이상의 수혈에 문제가 없게 할 수 있는 혈액형이다. 이 두 혈액형이 맞았을 때 수혈에 문제를 일으킬 수 있는 경우는 극히 드물다. 그러므로 수혈할 때 이 두 가지 혈액형만 검사를 한다. 혈액형이 다를 경우 용혈성 빈혈을 일으킬 수 있다. 일반적으로 O형은 A, B, AB형 모두에게 수혈해 줄 수 있고, AB형은 모두에게 받을 수 있으나(소량) 전시상황 같은 부득이한 경우가 아니면 같은 혈액형이어야 부작용이 적다. 병원에서는 원칙적으로 같은 혈액형만 수혈을 한다.
혈액형 질병과 관련된 유병율의 차이
혈액형에 따라 질병의 유병율 차이가 있다는 주장도 있다. 일설에 따르면 A형은 위암(gastric cancer)에 걸릴 확률이 O형보다 약 1.1배 높다. O형 혈액형은 십이지장 궤양(duodenal ulcer)에 걸릴 확률이 높다. 이것은 소화기 질환이 병태생리학적으로 진행될 때 생기는 출혈때 적혈구의 항원-항체 반응이 위점막에 끼치는 영향이 각기 다르기 때문으로 생각된다. 소화기 질환뿐만 아니라, 혈액형별로 세균 및 바이러스에 대한 저항성이 다르다고 주장한다. 예를 들면 O형인 사람들은 다른 혈액형 보유자들에 비해 말라리아에 대한 내성이 높거나 AB형 보유자들은 비교적 콜레라에 강한 내성이 존재한다는 것이 그 예. 이것은 대륙간, 인종간 혈액형 분포의 차이에 의해 생기는 것이라고 주장한다. 예를 들어 남아메리카 원주민의 경우 O형이 압도적으로 많은데, 이것은 특정 바이러스가 그 지역 및 인종에 광범위하게 유행한 적이 있고, 그로 인해 특정 혈액형이 압도적으로 많아졌고 한다.
다만 어디까지나 일부의 주장에 불과하며 아직 혈액형 관련 질병에 따른 유병율의 차이에 관한 연구결과가 미비한 상황이라 아래의 혈액형의 따른 성격의 차이처럼 신빙성은 없다.
혈액형 성격과 관련된 주장
과학적인 근거는 전혀 없으며, 대부분의 국가에서는 혈액형과 성격의 연관성을 믿지 않으나, 대한민국과 일본 사람들이 ABO식 혈액형과 성격의 연관성을 믿는 경우가 많다.
다윈과 골턴, 멜더스 이후 20세기 초 유럽에서는 우생학이 유행하고 있었다. 주로 백인종이 다른 인종보다 우월하다는 것을 학문적으로 입증하려 한 것들이었다. 1901년 란트슈타이너에 의해 발견된 ABO식 혈액형 지식이 도입되면서, 1910년대 독일 하이델베르크대의 에밀 폰 둥게른(Emile von Dungern) 박사는 ‘혈액형의 인류학’이라는 논문에서 혈액형에 따른 인종 우열 이론을 폈다. 더러워지지 않은 순수 유럽민족, 즉 게르만민족의 피가 A형이고 그 대척점에 있는 B형은 유대인과 아시아 인종에게 존재한다고 주장했고, 이런 연구를 통해 A형이 우수하고 B형은 뒤떨어지며, 따라서 B형이 비교적 많은 유대인들과 아시아인들은 원래 뒤떨어진 인종이라는 주장이 나왔다. 이후, 이러한 주장은 거짓인 것으로 밝혀졌다.
혈액형 성격과 관련된 주장
1916년, 독일로 유학을 다녀온 일본인 의사 키마타 하라는 혈액형과 성격을 연결시키려는 조사 논문을 발표했다. 1925년경, 일본의 육군과 해군은 병사들의 혈액형을 기록하기 시작하였고, 그 정보가 그들의 강점과 약점을 파악하는 데 유용할 것이라고 믿었다. 그 영향을 받아 철학을 공부하고 동경여자사범학교의 강사로 있던 후루카와가 1927년 8월 자기 친척, 동료, 학생 등 319명을 조사해 <혈액형에 의한 기질연구>라는 논문을 일본심리학회지에 발표하였는데, 일본은 황인종의 나라이니만큼 차마 인종간의 우열기준으로 사용하진 못했고 그 대신 성격을 나누는 기준으로 바꾸었던 것이다. 그의 이론에 따라 1930년대 처음으로 이력서에 혈액형 칸이 생겼다. 고용될 사람이 어느 정도 회사에 적응할 것인지를 미리 파악할 수 있다는 믿음에서였다. 1937년 외무성 관련 업무를 하던 한 의사는 O형인 사람이 더 훌륭한 외교관이 될 수 있다고 보고하기도 했다.
혈액형 성격과 관련된 주장
이 설은 그다지 지지를 얻진 못하고 일단 사라졌으나 전후 이 설의 영향을 받은 작가 노오미(能見)의 책(1971년)이 인기를 얻으면서 《혈액형 인간학》이 유행을 일으켰다. 노오미는 작가생활을 하면서 만나본 사람들을 관찰한 결과에 따라 ABO식 혈액형과 성격의 연관성에 대해 저술했다. 이후 이 이론은 여성지 등을 중심으로 궁합문제, 직업문제, 대인관계, 학습법 등으로 응용되고 온갖 파생 상품들도 생겨나게 되었다. 80년대에 들어오면서 여러 학자들의 비판으로 그 붐이 가라앉긴 했지만, 현재도 많은 관련 잡지와 책 등이 출판되고 있으며 점술업 등에서도 널리 이용되고 있다. 또한 혈액형 성격설 맹신자들 사이에서는 어느정도 통계적으로 유의미한 결과가 나타난다는 심리학회의 연구결과가 있는데 이는 피그말리온 효과에 의한 것이라 생각된다고 한다.
이렇게 통계적으로도 학술적으로도 근거 없는 혈액형과 성격의 연관성을 사람들이 계속 믿게 되는 이유에 대해서 심리학에서는 다음 이론들로 설명된다.
금속
금속(金屬, Metal, 고대 그리스어의 μέταλλον (métallon)에서 유래, "광산, 채석장, 금속"이란 뜻)은 광택을 내거나 부서졌을 때 광택이 있는 외관을 보이며, 전기와 열을 비교적 잘 전도하는 재료이다. 이러한 특성은 비금속 재료와 달리 페르미 준위에 전자가 존재하기 때문이다.:{{{1}}}(pp. Chpt 7 & 8) 금속은 일반적으로 연성이 있고(선으로 길게 뽑아낼 수 있음) 전성이 있다(망치나 압착을 통해 모양을 만들 수 있음).
금속은 철과 같은 화학 원소, 스테인리스강과 같은 합금, 고분자 황 질화물과 같은 분자 화합물로 나눌 수 있다. 금속에 대한 일반적인 과학 분야는 재료과학의 하위 주제인 금속공학이라고 불린다. 전자적 및 열적 특성 측면은 응집물질물리학 및 고체화학의 범위에도 속하며, 이는 다학제적 주제이다. 구어적으로 강철 합금과 같은 재료는 금속으로 지칭되는 반면 고분자, 목재 또는 세라믹과 같은 다른 재료는 비금속 재료이다.
금속
금속은 절대 영도의 온도에서 전기를 전도하는데 페르미 에너지에서 비편재화된 상태의 결과이다. 많은 원소와 화합물은 고압에서 금속이 되는데, 예를 들어 아이오딘은 대기압의 4만 배에서 17만 배 사이의 압력에서 점차 금속이 된다.
주기율표와 일부 화학적 특성을 논할 때, 금속이라는 용어는 순수한 형태와 표준 조건에서 위에서 언급된 전기 전도성 의미에서 금속인 원소를 지칭하는 데 자주 사용된다. 관련 용어인 금속성은 도펀트 원자 또는 합금 원소의 유형에도 사용될 수 있다.
일부 금속의 강도와 탄성은 예를 들어 고층 빌딩과 교량 건설뿐만 아니라 대부분의 차량, 많은 가전제품, 도구, 파이프, 철도 레일 등에 자주 사용된다. 귀금속은 역사적으로 주화로 사용되었지만, 현대에는 주화 금속이 최소 23개의 화학 원소로 확장되었다. 또한 반도체 산업에서는 타이타늄 질화물 또는 불순물 반도체와 같은 다원소 금속도 광범위하게 사용된다.
정제된 금속의 역사는 약 11,000년 전 구리의 사용과 함께 시작된 것으로 추정된다. 금, 은, 철(운석철), 납, 황동도 기원전 5천년에 청동이 처음 나타나기 전에 사용되었다. 이후의 발전에는 초기 형태의 강철 생산, 1809년 최초의 경금속인 나트륨의 발견, 현대 특수강의 부상, 제2차 세계대전 이후 더 정교한 합금의 개발로 이어진다.
금속 특성
대부분의 금속은 적어도 연마되거나 부서졌을 때 반짝이고 광택이 난다. 몇 마이크로미터보다 두꺼운 금속 시트는 불투명하게 보이지만, 금박은 녹색 빛을 투과시킨다. 이는 자유롭게 움직이는 전자가 빛을 반사하기 때문이다.
대부분의 원소 금속은 비금속보다 밀도가 높지만, 밀도에는 큰 차이가 있는데 리튬이 가장 밀도가 낮고(0.534 g/cm3) 오스뮴이 가장 밀도가 높다(22.59 g/cm3). 일부 6d 전이 금속은 오스뮴보다 밀도가 높을 것으로 예상되지만, 알려진 동위원소는 대량 생산이 불가능할 정도로 너무 불안정하다. 마그네슘, 알루미늄, 타이타늄은 상업적으로 중요한 경금속이다. 이들의 밀도는 각각 1.7, 2.7, 4.5 g/cm3로, 철(7.9) 및 구리(8.9)와 같은 기존 구조용 금속과 비교할 수 있다. 가장 일반적인 경량 금속은 알루미늄과 마그네슘 합금이다.
금속 특성
금속은 일반적으로 전성과 연성이 있으며, 벽개 없는 응력 하에 변형된다. 금속 결합의 비방향성은 대부분의 금속 고체의 연성에 기여하며, 여기서 파이어를스 응력은 상대적으로 낮아 전위 운동을 허용하고, 또한 소성 변형을 위한 많은 평면 및 방향 조합이 있다. 원자가 조밀하게 배열되어 있기 때문에 전위의 버거스 벡터는 상당히 작으며, 이는 전위를 생성하는 데 필요한 에너지가 작다는 것을 의미한다. 대조적으로, 식염과 같은 이온 화합물에서는 버거스 벡터가 훨씬 크고 전위를 이동시키는 데 필요한 에너지가 훨씬 높다. 금속의 가역적 탄성 변형은 재료의 비례 한도까지 변형력이 변형도에 선형적으로 비례하는 복원력에 대한 훅의 법칙으로 잘 설명될 수 있다.
온도 변화는 금속의 결정 결함의 이동도 일으킬 수 있는데, 이는 결정질 및 비정질 고체 금속 모두에서 결정립계, 점 공공, 선형 및 나선형 전위, 적층 결함 및 쌍정과 같은 구조적 결함을 포함한다. 금속에선 내부 슬립, 크리프, 금속 피로도 발생할 수 있다.
금속 특성
단금속 물질의 원자는 종종 체심 입방 격자(bcc), 면심 입방 격자(fcc), 육방 밀집 격자(hcp)의 세 가지 일반적인 결정 구조 중 하나에 속한다. bcc에서는 각 원자가 8개의 다른 원자로 이루어진 정육면체의 중심에 있다. fcc와 hcp에서는 각 원자가 12개의 다른 원자로 둘러싸여 있지만, 각 층의 적층 방식이 다르다. 일부 금속은 온도에 따라 서로 다른 구조를 이룬다.
다른 많은 금속은 타이타늄 질화물의 암염 구조나 일부 니켈산염의 페로브스카이트 구조와 같이 더 복잡한 구조를 가지고 있다.
금속 특성
금속의 전자 구조는 금속이 좋은 전기 전도체가 되게 만든다. 일반적으로 물질 내의 모든 전자는 다른 운동량을 가지며, 외부 전압이 없을 때는 그 합이 0이다. 금속에서는 전압이 가해지면 일부 전자가 전기장 방향으로 약간 더 높은 운동량 상태로 이동하고, 다른 전자는 약간 느려진다. 이는 순 표류 속도를 생성하여 전류를 발생시킨다. 이는 전자가 더 높은 운동량을 가진 양자 상태로 이동하는 작은 변화를 포함한다. 파울리 배타 원리에 따르면 두 전자는 동일한 양자 상태를 차지할 수 없다. 따라서 전자가 더 높은 운동량 상태로 이동하려면 그러한 상태가 비어 있어야 한다. 금속에서는 그림에 나타난 바와 같이 가장 높은 점유 준위 근처의 에너지에서 이러한 빈 비편재화된 전자 상태를 이용할 수 있다.
금속 특성
대조적으로, 실리콘과 같은 반도체와 스트론튬 타이타네이트와 같은 비금속은 가장 높은 채워진 전자 상태(원자가띠)와 가장 낮은 빈 상태(전도띠) 사이에 에너지 띠틈이 있다. 작은 전기장은 이 간격을 넘어 전자를 여기시키기에 불충분하여 이런 물질은 전기 전도성이 좋지 않다. 그러나 반도체는 추가적으로 부분적으로 채워진 에너지 상태를 도입하는 원소로 도핑되거나, 열적 여기를 통해 전자가 에너지 띠틈을 넘어갈 수 있게 될 때 일부 전류를 전달할 수 있다.
금속 특성
원소 금속은 망가니즈의 경우 6.9 × 103 S/cm에서 은의 경우 6.3 × 105 S/cm에 이르는 전기 전도도 값을 가진다. 반면, 반도체인 준금속인 붕소는 전기 전도도가 1.5 × 10−6 S/cm이다. 일반적으로 금속의 전기 전도도는 가열하면 감소하는데, 이는 원자의 열 운동 증가로 인해 전자의 흐름이 어려워지기 때문이다. 예외적으로, 플루토늄의 전기 전도도는 약 -175°C에서 +125°C 사이의 온도 범위에서 가열될 때 증가하며, 약 100°C 근처에서 비정상적으로 큰 열팽창 계수와 단사정계에서 면심 입방정계로의 상 변화가 있다. 이러한 행동은 다른 초우라늄 원소에서 관찰되는 유사한 현상과 함께, 단순 모델에서는 포착되지 않는 더 복잡한 상대론적 및 스핀 상호 작용에 기인한다.
모든 금속 합금뿐만 아니라 전도성 세라믹 및 고분자도 동일한 정의에 따라 금속이 될 수 있다. 예를 들어 타이타늄 질화물은 페르미 준위에서 비편재화된 상태를 가진다. 이들은 원소 금속과 유사한 전기 전도도를 가진다. 액체 형태도 금속 전도체이며 예를 들어 수은이 그렇다. 정상 조건에서는 어떤 기체도 금속 전도체가 아니다. 그러나 플라스마는 금속 전도체이며, 플라스마 내의 하전 입자는 원소 금속 내의 전자와 많은 공통된 특성을 가진다. 특히 백색 왜성에서 그렇다.
금속은 비교적 우수한 열전도체이며, 금속에서는 주로 전도 전자를 통해 열이 전달된다. 고온에서는 전자가 페르미-디랙 통계에 따라 약간 더 높은 에너지 준위를 차지할 수 있다. 이들은 약간 더 높은 운동량을 가지며 열 에너지를 전달할 수 있다. 경험적인 비데만-프란츠 법칙은 많은 금속에서 열 전도도와 전기 전도도 사이의 비율이 온도에 비례하며, 비례 상수는 모든 금속에 대해 대략 동일하다고 말한다.
금속 전자의 열용량 및 열전도율에 대한 기여, 그리고 금속 자체의 전기 전도도는 자유 전자 모형으로 대략적으로 계산할 수 있다. 그러나 이는 금속 이온 격자의 상세한 구조를 고려하지 않는다. 이온 코어 배열로 인한 양의 전위는 금속의 전자 띠구조 및 결합 에너지를 고려할 수 있게 한다. 다양한 모델이 적용 가능하며, 가장 간단한 것은 준자유 전자 모형이다. 밀도범함수 이론과 같은 현대적인 방법이 일반적으로 사용된다.
금속을 형성하는 원소는 일반적으로 전자 손실을 통해 양이온을 형성한다. 대부분은 공기 중의 산소와 반응하여 산화물을 형성하는데, 이는 고유한 산화물이 부동태층을 형성하여 확산 장벽 역할을 하는지 여부에 따라 다양한 시간 척도로 발생한다(칼륨은 몇 초 안에 타지만 철은 몇 년에 걸쳐 녹이 슨다). 팔라듐, 백금, 금과 같은 일부 다른 금속은 대기와 전혀 반응하지 않는다. 금은 전자를 얻는 화합물(금화물, 예: 세슘 금화물)을 형성할 수 있다. 원소 금속의 산화물은 종종 염기성이다. 그러나 CrO3, Mn2O7, OsO4와 같은 매우 높은 산화수를 가진 산화물은 종종 엄밀히 산성 반응을 보인다. 그리고 BeO, Al2O3, PbO와 같이 전기 양성도가 낮은 금속의 산화물은 염기성 및 산성 특성을 모두 나타낼 수 있다. 후자는 양쪽성 산화물이라고 불린다.
금속 원소 금속의 주기율표 분포
일반적인 조건에서 배타적으로 금속 구조를 형성하는 원소는 아래 주기율표에서 노란색으로 표시되어 있다. 나머지 원소는 공유 결합 네트워크 구조(밝은 파란색), 분자 공유 결합 구조(어두운 파란색)를 형성하거나 단일한 원자로 남아 있다(보라색). 아스타틴(At), 프랑슘(Fr), 페르뮴(Fm) 이후의 원소는 극히 방사성이고 대량으로 생산된 적이 없어 제대로 구조를 파악하지 못했기 때문에 회색으로 표시되어 있다. 이론적 및 실험적 증거에 따르면 이러한 조사되지 않은 원소는 금속이어야 하지만, DFT 계산에 따르면 오가네손(Og)은 반도체일 것으로 예상된다.
상황은 압력에 따라 달라진다. 극도로 높은 압력에서는 모든 원소(및 실제로 모든 물질)가 금속화될 것으로 예상된다. 비소(As)는 표준 조건에서 안정적인 금속 동소체와 준안정적인 반도체 동소체를 모두 가진다. 유사한 상황이 탄소(C)에도 영향을 미치는데, 흑연은 금속성이지만 다이아몬드는 그렇지 않다.
금속 합금
금속의 맥락에서 합금이란 두 개 이상의 원소로 구성된 금속적 특성을 가진 물질이다. 종종 이들 중 적어도 하나는 금속 원소이다. "합금"이라는 용어는 때때로 규소-저마늄 합금과 같이 더 일반적인 용도로도 사용된다. 합금은 가변적이거나 고정된 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 금과 은은 금 또는 은의 비율을 변경할 수 있는 합금을 형성한다. 타이타늄과 규소는 두 구성 요소의 비율이 고정된 합금 타이타늄 이규화물 (또한 금속간화합물로도 알려져 있음) TiSi2를 형성한다.