회백색의 광택을 가진
금속 원소. 지구상에는
탄소,
규소,
알루미늄 다음으로 많은 금속이다. 또 지구 중심에도 많이 있는 것으로 알려져 있다.
철은 순수한 금속 상태로 얻어지는 경우는 드물고, 주로
철광석으로서 산출된다. 철광석에는 적철광, 자철광, 갈철광, 황철광 등이 있다. 그 밖에 운석이나 흙 또는 물 속에도 있으며, 사람의 혈액 속에도 헤모글로빈으로 들어 있다. 철광석의 세계적인 주요 산지는 미국, 브라질, 오스트레일리아, 중국 등지이다.
역사
인류가 철을 사용하기 시작한 것은 지금으로부터 약 4,500년 전이라 한다. 처음에는 석기와 마찬가지로 자연 그대로의 철을 썼으며, 제련을 해서 얻은 철의 사용은 기원전 2,500년경 고대 오리엔트 지방에서 비롯되었다. 철은 돌이나 청동 보다 굳고 단단하며 또 어디에서나 쉽게 얻을 수 있어, 일상 생활 도구를 비롯하여 무기나 농기구 또는 공구 등 거의 모든 방면에 쓰이기 시작하였다. 석기 시대나 청동기 시대와 구별하여 철을 사용한 시대를 철기 시대라 한다.
우리 나라에는 기원전 4세기~기원전 3세기경에 중국으로부터 청동 제품과 함께 들어왔다. 철기의 사용은 농업이나 목축 의 발달을 가져왔다. 곧 철로 만든 쟁기, 괭이, 칼, 도끼 등이 널리 퍼짐에 따라 농업 생산량이 늘어났고, 수레 나 배의 발달은 교통을 활발하게 하였다. 더욱이 철제 무기, 마구(馬具), 전차 등도 만들어져서 군사 기술도 발달하였다.
철은 18세기 말부터 19세기에 걸친 산업 혁명 시대부터 더욱 대량으로 쓰이게 되어 제2의 철기 시대라고 불리기까지 하였다. 또 철로부터 강철이나 특수강을 만드는 기술이 진보되면서 그 용도는 더욱 늘어났다.
철을 얻는 법
철광석과
코크스,
석회석을 함께 용광로에 넣고 뜨거운 바람(열풍)을 보내어 코크스를 태우면, 철광석이 환원되어 아래쪽에 주철이 모이게 된다. 이 주철을 다시 전로, 전기로, 평로에 넣어 강철을 만든다.
성질
철은 뽑힘성과 퍼짐성이 풍부하며, 상온에서 안정한 금속 원소이다. 산소와 화합하여 산화철로 되고, 습기 있는 공기 속에서 붉게 녹이 슬며, 염소와 화합하여 염화철, 황과 화합하여 황화철로 된다. 또한 인, 탄소, 규소와도 쉽게 화합하고, 산, 염기 및 그 밖의 약품과도 반응한다. 그러나 질소와는 직접 화합하지 않는다. 원소 기호는 Fe이고, 원자 번호는 26이며, 원자량은 55.85이다. 또 녹는점은 1,536℃, 끓는점은 2,730℃이고, 비중은 7.86이며 굳기 는 4.5이다.
종류 및 용도
보통 철이라고 하면 탄소를 함유한 주철 및 강철을 가리키는 경우가 많다. 함유되어 있는 탄소의 비율이 주철에서는 2~4%로서 불순물도 많으며, 강철은 보통 0.03~1.2%이다. 최근에는 탄소 외에 여러 가지 성분을 가하여 특수한 성질을 갖게 한 합금강이 많이 쓰이고 있다. 철은 기계 재료, 공구, 건축 재료, 주물을 비롯하여 일상 용품을 만드는 등 용도가 매우 넓다.