0. 목차
- 수소(H, Hydrogen)
- 헬륨(He, Helium)
- 리튬(Li, Lithium)
- 베릴륨(Be, Beryllium)
- 붕소(B, Boron)
- 탄소(C, Carbon)
- 질소(N, Nitrogen)
- 산소(O, Oxygen)
- 플루오린, 플루오르, 불소(F, Fluorine)
- 네온(Ne, Neon)
- 나트륨, 소듐(Na, Sodium)
- 마그네슘(Mg, Magnesium)
- 알루미늄(Al, Aluminium)
- 규소(Si, Silicon)
- 인(P, Phosphorus)
- 황(S, Sulfur)
- 염소(Cl, Chlorine)
- 아르곤(Ar, Argon)
- 칼륨, 포타슘(K, Potassium)
- 칼슘(Ca, Calcium)
- 스칸듐(Sc, Scandium)
- 티타늄, 타티타늄, 티탄(Ti, Titanium)
- 바나듐(V, Vanadium)
- 크롬, 크로뮴(Cr, Chromium)
- 망간(Mn, Manganese)
- 철(Fe, Iron)
- 코발트(Co, Cobalt)
- 니켈(Ni, Nickel)
- 구리(Cu, Copper)
- 아연(Zn, Zinc)
- 갈륨(Ga, Gallium)
- 저마늄, 게르마늄(Ge, Germanium)
- 비소(As, Arsenic)
- 셀레늄, 셀렌(Se, Selenium)
- 브로민, 브롬(Br, Bromine)
- 크립톤(Kr, Krypton)
- 루비듐(Rb, Rubidium)
- 스트론튬(Sr, Strontium)
- 이트륨(Y, Yttrium)
- 지르코늄(Zr, Zirconium)
- 나이오븀(Nb, Niobium)
- 몰리브데넘, 몰리브덴(Mo, Molybdenum)
- 테크네튬(Tc, Technetium)
- 루테늄(Ru, Ruthenium)
- 로듐(Rh, Rhodium)
- 팔라듐(Pd, Palladium)
- 은(Ag, Silver)
- 카드뮴(Cd, Cadmium)
- 인듐(In, Indium)
- 주석(Sn, Tin)
- 안티모니, 안티몬(Sb, Antimony)
- 텔루륨, 텔루르(Te, Tellurium)
- 아이오딘, 요오드(I, Iodine)
- 제논, 크세논(Xe, Xenon)
- 세슘(Cs, Caesium)
- 바륨(Ba, Barium)
- 란타넘, 란탄(La, Lanthanum)
- 세륨(Ce, Cerium)
- 프라세오디뮴(Pr, Praseodymium)
- 네오디뮴(Nd, Neodymium)
- 프로메튬(Pm, Promethium)
- 사마륨(Sm, Samarium)
- 유로퓸(Eu, Europium)
- 가돌리늄(Gd, Gadolinium)
- 터븀, 테르븀(Tb, Terbium)
- 디스프로슘(Dy, Dysprosium)
- 홀뮴(Ho, Holmium)
- 어븀, 에르븀(Er, Erbium)
- 툴륨(Tm, Thulium)
- 이터븀, 이테르븀(Yb, Ytterbium)
- 루테튬(Lu, Lutetium)
- 하프늄(Hf, Hafnium)
- 탄탈럼(Ta, Tantalum)
- 텅스텐(W, Tungsten)
- 레늄(Re, Rhenium)
- 오스뮴(Os, Osmium)
- 이리듐(Ir, Iridium)
- 백금(Pt, Platinum)
- 금(Au, Gold)
- 수은(Hg, Mercury)
- 탈륨(Tl, Thallium)
- 납(Pb, Lead)
- 비스무트(Bi, Bismuth)
- 폴로늄(Po, Polonium)
- 아스타틴(At, Astatine)
- 라돈(Rn, Radon)
- 프랑슘(Fr, Francium)
- 라듐(Ra, Radium)
- 악티늄(Ac, Actinium)
- 토륨(Th, Thorium)
- 프로트악티늄(Pa, Protactinium)
- 우라늄(U, Uranium)
- 넵투늄(Np, Neptunium)
- 플루토늄(Pu, Plutonium)
- 아메리슘(Am, Americium)
- 퀴륨(Cm, Curium)
- 버클륨(Bk, Berkelium)
- 캘리포늄(Cf, Californium)
- 아인슈타이늄(Es, Einsteinium)
- 페르뮴(Fm, Fermium)
- 멘델레븀(Md, Mendelevium)
- 노벨륨(No, Nobelium)
- 로렌슘(Lr, Lawrencium)
- 러더포듐(Rf, Rutherfordium)
- 더브늄(Db, Dubnium)
- 시보귬(Sg, Seaborgium)
- 보륨(Bh, Bohrium)
- 하슘(Hs, Hassium)
- 마이트너륨(Mt, Meitnerium)
- 다름슈타튬(DS, Darmstadtium)
- 뢴트게늄(Rg, Roentgenium)
- 코페르니슘(Cn, Copernicium)
- 니호늄(Nh, Nihonium)
- 플레로븀(Fl, Flerovium)
- 모스코븀(Mc, Moscovium)
- 리버모륨(Lv, Livermorium)
- 테네신(Ts, Tennessine)
- 오가네손(Og, Oganesson)
0-1. 데이터 보는법
- | 데이터 |
양성자 수 | 양성자 수 = 원자 번호 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 탄소의 동위 원소 12C의 원자량을 12라고 했을 때의 상대적인 비 '괄호()'가 붙은 표준 원자량은 안정한 동위원소가 없는 원소의 가장 안정한 동위원소 질량 수이다. |
녹는점 | 단위는 ℃ |
끓는점 | 단위는 ℃ |
밀도 | 단위는g/cm3(상온에서의 밀도) |
존재도(지구) | 지각에서의 존재 비율(ppm은 100만분율이다.) |
존재도(우주) | 우주에서의 존재 비율 (규소의 양을 106으로 정했을 때) |
존재 장소 | 물, 아미노산 등 |
발견자 | 발견자의 이름(나라 이름) |
발견 연도 | 1766년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: -
- 원소 이름의 유래: 그 원소의 어원을 적었다. 여러 가지 설이 있는 경우에는 대표적인 것을 실었다.
- 발견시 에피소드: 발견 당시 그 원소에 관한 에피소드
- 주요 화합물: 주요 화합물을 소개했다.
- 주요 동위 원소: 주로 안정적인 동위원소를 소개했다. 원소 기호의 왼쪽 위에 적힌 숫자는 양성자와 중성자를 더한 수이다. 아울러 그 동위 원소가 차지하는 원소 중의 비율도 적었다.
1. 수소(H, Hydrogen)
- | 데이터 |
양성자 수 | 1 |
원자가 전자 수 | 1 |
원자량 | 1.00784~1.00811 |
녹는점 | -259.14℃ |
끓는점 | -252.87℃ |
밀도 | 0.00008988 |
존재도(지구) | 1520ppm |
존재도(우주) | 2.79 × 1010 |
존재 장소 | 물, 아미노산 등 |
발견자 | 캐번디시(영국) |
발견 연도 | 1766년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '물(hydro)'과 '생긴다(genes)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 1766년 '캐번디시'는 산과 철 등의 반응으로 생긴, 공기보다 훨씬 가벼운 기체의 존재를 알았다. 이것이 오늘날 말하는 '수소'이다. '수소'라는 이름은 1783년에 라부아지에가 붙였다.
- 주요 화합물: 염화수소(HCl), '물(H2O)', '황화수소', '암모니아(NH3)', '메탄(CH4)', '포도당(C6H12O6)', '황산암모늄[(NH4)2SO4]', '수산화알루미늄[Al(OH)3]', '에탄(C2H6)', '황산(H2SO4)'
- 주요 동위 원소: 1H(99.9985%), 2H(0.0115%)
'수소(Hydrogen)'는 생물을 만드는 유전자의 본체 DNA에 반드시 필요한 원소이다. DNA는 사다리가 비틀린 듯한 모양의 나선 구조로 되어 있다. 그 사다리의 기둥에서 '아데닌(A)', '시토신(C)', '구아닌(G)', '티민(T)' 등 4종의 염기가 나와 있다. 이들 4종의 염기 가운데 '아데닌'과 '티민', '시토신'과 '구아닌'이 각각 서로 결합해 이중 나선 구조를 만든다. 이 결합 부분에 관계하는 것이 바로 수소 원자이다. DNA의 이중 나선 구조를 만드는 이 결합을 '수소 결합(Hydrogen Bond)'이라고 한다. 염기를 구성하는 질소 원자나 산소 원자는 전자를 끌어당기려는 힘이 강하다. 그래서 한쪽 염기에 있는 질소 원자나 산소 원자는 다른 쪽 염기의 수소 원자를 끌어당겨 그 전자를 공유하려고 한다. 그래서 쉽게 끊어진다. 수소 결합이 끊어진 DNA 사슬에는 다른 단백질이 결합해 DNA를 복제한다. 이처럼 몸속에서 수소 결합의 역할도 하는 '수소'는 산소, 탄소에 이어 셋째로 몸속에 많이 존재하는 원소이다.
2. 헬륨(He, Helium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 2 |
원자가 전자 수 | 0 |
원자량 | 4.002602 |
녹는점 | -272.2℃ |
끓는점 | -268.934℃ |
밀도 | 0.0001785 |
존재도(지구) | 0.008ppm |
존재도(우주) | 2.72 × 109 |
존재 장소 | 어떤 종의 천연 가스 등 |
발견자 | 노먼 로키어(Norman Locker, 영국) |
발견 연도 | 1868년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스어의 '태양(Helios)'
- 발견 시 에피소드: 개기 일식을 관찰한 '로키어'는 태양의 노란색 빛이 새로운 원소로부터 나오고 있다고 생각했다. 그는 이 원소 이름을 '헬륨'이라고 했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 3He(0.000134%), 4He(99.999866%)
'헬륨(He)'은 수소와 함께 우주가 탄생하고 최초로 만들어진 원소이다. 현재도 우주에서 수소 다음으로 많은 원소이며, 암흑 물질'과 '암흑 에너지'를 제외하고 생각하면, 수소와 헬륨이 우주의 약 98%를 차지한다.
또 헬륨은 수소 다음으로 가볍지만 수소와 달리 불에 타지 않으며 안정되기 때문에, 풍선·기구·비행선을 띄우는 가스로 사용된다. 또 헬륨은 소리를 바꾸는 '변성 가스'로도 이용된다. 성대 부근이 변성 가스로 채워지면 성대의 진동이 공기뿐일 때와는 다른 진동의 파동으로 전해지기 때문에 소리가 바뀐 것처럼 들린다. 헬륨은 몸에 들어가도 몸속의 물질과 결합하는 일이 없기 때문에 인체에 악영향을 미치지 않는다고 한다.
3. 리튬(Li, Lithium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 3 |
원자가 전자 수 | 1 |
원자량 | 6.938~6.997 |
녹는점 | 180.54℃ |
끓는점 | 1347℃ |
밀도 | 0.534 |
존재도(지구) | 20ppm |
존재도(우주) | 57.1 |
존재 장소 | 리티아 휘석, 리티아 운모 |
발견자 | 아르프베드손(Arfwedson, 스웨덴) |
발견 연도 | 1817년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '돌(lithos)'
- 발견 시 에피소드: '페탈라이트(petalite)'라는 광물 분석을 통해 발견
- 주요 화합물: LiOH, Li2O, Li2CO3
- 주요 동위 원소: 6Li(7.59%), 7Li(92.41%)
'리튬(Li)'은 수소, 헬륨과 함께 우주가 탄생하고 최초로 만들어진 원소이다. 광석이나 광천에 들어 있으며, 원소 이름은 그리스 어의 '돌(lithos)'에서 유래한다. 또 금속 가운데 가장 가볍다. '리튬 이온 전지'에도 리튬이 이용된다. '리튬 이온 전지'는 가벼우면서도 대용량, 충전 효율이 높기 때문에 노트북 PC, 휴대 전화 등 모바일 기기의 전지로 사용된다. 그리고 리튬은 탄산리튬 등으로 해서 '조울증(양극성 기분 장애)'의 치료약으로 사용된다.
4. 베릴륨(Be, Beryllium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 4 |
원자가 전자 수 | 2 |
원자량 | 9.01218 |
녹는점 | 1285℃ |
끓는점 | 2780℃ |
밀도 | 1.857 |
존재도(지구) | 2.6ppm |
존재도(우주) | 0.73 |
존재 장소 | 녹주석, 버트란다이트 |
발견자 | 뵐러(Woehler, 독일), 뷔시(Bussy, 프랑스) |
발견 연도 | 1828년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 광물 '녹주석(beryl)'의 이름
- 발견 시 에피소드: 녹주석의 화학 분석에 의해 발견되었다.
- 주요 화합물: BeO, Be(OH)2
- 주요 동위 원소: 9Be(100%)
'베릴륨(Be)'은 은백색 금속이며, 공기 중에는 표면에 산화 피막을 형성해 안정적으로 존재할 수 있다. 베릴륨은 가볍고 단단하며 강하고 녹는점이 높다는 특징을 가지고 있다.
구리 속에 베릴륨을 첨가해 만든 '베릴륨구리(Beryllium copper)'라는 구리 합금 가운데 가장 강하며 전기를 통하는 성질을 겸비하기 때문에, 여러 가지 부품 속의 용수철 재료로 사용되어 전자 기기나 자동차의 소형·경량화, 수명 연장에 공헌한다. 그 밖에도 '베릴륨구리'에는 불꽃이 잘 일어나지 않는 특징을 살린 안전 공구, 열을 쉽게 달아나게 하는 특징을 살리 플라스틱 성형용 금형, 바닷물에 잘 녹슬지 않는 특징을 살린 대륙 간 광섬유용 해저 중계기 등의 용도로 사용된다.
또 베릴륨은 X선을 통과시키는 창으로 사용되며, 그 밖에 레이저 등을 반사시키는 거울, 중성자의 속도를 낮추는 역할을 하는 감속재 등의 용도로도 사용된다. 최근에는 핵융합로 재료로도 사용된다. 최근에는 핵융합로 재료로도 주목된다. 베릴륨의 분말을 계속 흡입하면 폐 질환을 일으키는 경우가 있기 때문에, 녹이거나 깎거나 할 때는 전용 마스크를 착용하는 등의 주의가 필요하다.
5. 붕소(B, Boron)
- | 데이터 |
양성자 수 | 5 |
원자가 전자 수 | 3 |
원자량 | 10.806~10821 |
녹는점 | 2300℃ |
끓는점 | 3658℃ |
밀도 | 2.34 |
존재도(지구) | 950ppm |
존재도(우주) | 21.2 |
존재 장소 | 붕사, 콜마나이트 |
발견자 | 무아상(Moissan, 프랑스) |
발견 연도 | 1892년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 아라비아 어의 '붕사(buraq)'
- 발견시 에피소드: '붕사(붕소의 화합물)'는 예로부터 알려져 있었다. 순수한 홑원소 물질은 무아상이 산화붕소에서 분리했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 10B(19.9%), 11B(80.1%)
'붕소(B)'는 홑원소 물질로는 천연으로 존재하지 않으며, '붕사(Borax)'나 '붕산석(Sassolite)' 등 붕산염 광물로 산출된다. 홑원소 붕소는 이들 화합물을 분리시켜 얻을 수 있다. 붕소는 홑원소나 화합물에서 모두 불에 견디는 내화성이 뛰어나다. 홑원소 물질인 붕소의 색깔은 흑회색이지만 유리에 섞음으로써 투명해진다. 붕소가 들어 있는 유리는 열팽창률이 작은 것이 특징이며, 열을 가해도 좀처럼 모양이 바뀌지 않는다. 그래서 내열 유리로 조리용 포트나 화학 실험용 플라스크, 비커 등에 흔히 사용된다. 또 붕소는 '붕산 경단'으로 바퀴의 구제나 눈 세정제 등의 의약품으로 이용된다. 그 밖에 연마제, 합금의 첨가제 등 여러 가지 붕소 화합물이 공업적으로 사용된다.
6. 탄소(C, Carbon)
- | 데이터 |
양성자 수 | 6 |
원자가 전자 수 | 4 |
원자량 | 12.0096~12.0116 |
녹는점 | 3550℃ (다이아몬드의 경우) |
끓는점 | 4800℃ (다이아몬드의 경우, 승화점) |
밀도 | 333 (다이아몬드의 경우) |
존재도(지구) | 480ppm |
존재도(우주) | 1.01 × 107 |
존재 장소 | 흑연, 다이아몬드 |
발견자 | 조셉 블랙(Joseph Black, 영국) |
발견 연도 | 1752년~1754년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '목탄(carbo)'에서 유래한다.
- 발견 시 에피소드: 석회석을 가열했을 때와, 탄산염에 산을 가했을 때 발생하는 기체가 같음을 알아차리고 보고했다. 이것은 나중에 이산화탄소로 밝혀졌다. 탄소 자체는 유사 이전부터 알려져 있었다. '탄소'라는 이름은 라부아지에가 붙였다.
- 주요 화합물: 이산화탄소(CO2)', '일산화탄소(CO)', '메탄(CH4)', '포도당(C6H12O6)', '에탄(C2H6)', '프로판(C3H8)', '탄산나트륨(Na2CO3)', '벤젠(C6H6)', '나프탈렌(C6H6)', '에탄올(C2H5OH)'
- 주요 동위 원소: 12C(96.93%), 13C(1.07%)
'탄소(C)'는 유사 이전부터 목탄 형태로 사용되던 원소이다. 또 현대 과학의 최전선에서 활약하는 원소이다. '규소(Silicon)'를 대신해 전자 제품 소자로서 연구되는 '탄소나노튜브(CNT: Carbon nanotube)'는 탄소 원자로 이루어지는 'nm(나노미터)' 크기의 물질이다. 전력 소비가 낮은 슬림형 TV의 중요 부품, 자동차나 우주선의 재료 등 여러 가지 분야에게 응용이 기대된다. '탄소나노튜브'는 그 지름이나 탄소 원자의 배열 방식에 따라 전기를 통하기 쉬운 정도가 달라진다. 이것은 매우 희귀한 성질이다. 예컨대 구리는 언제나 전기를 통하기 쉽고, 고무는 항상 전기를 통하지 않는다. 탄소나노튜브의 이 특유한 성질의 이용한 트랜지스터나 전자 회로의 연구가 이루어지고 있다. 또 탄소 원자끼리의 결합은 매우 강하며, 같은 무게의 강철과 비교하면 '탄소나노튜브'는 100배 이상의 강도를 가지고 있다. 이만큼 단단한데도 불구하고 탄력성도 뛰어나 60° 정도까지 구부려도 바로 본래대로 돌아온다. 이것은 자동차 등에는 최적의 소재가 된다. '탄소'는 원자끼리의 결합 방식에 따라 여러 가지로 성질을 바꾸는 원소이다. '탄소나노튜브' 외에도 '다이아몬드'나 '흑연' 등은 모두 탄소 원자로만 구성되어 있다. 그러나 그 성질은 각각 크게 서로 다르다.
7. 질소(N, Nitrogen)
- | 데이터 |
양성자 수 | 7 |
원자가 전자 수 | 5 |
원자량 | 14.00643~14.00728 |
녹는점 | -209.86℃ |
끓는점 | -195.8℃ |
밀도 | 0.0012506 |
존재도(지구) | 25ppm |
존재도(우주) | 3.13 × 106 |
존재 장소 | 공기 속, 초석, 칠레 초석 |
발견자 | D. 러더퍼드 (영국) |
발견 연도 | 1772년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '초석(nitre)'과 '생긴다(genes)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 대기 속에서 탄소 화합물을 연소시키고 거기서 이산화탄소를 제거했을 때 남는 기체로서 '단리(isolation)'하여 얻었다. '질소'라고 명명한 사람은 프랑스의 '샤프탈(Chaptal)'이다.
- 주요 화합물: '암모니아(NH3)', '황산아마모늄[(NH4)2SO4)]', '질산칼륨(KNO3)', '염화암모늄(NH4Cl)', 인산암모늄[(NH4)3PO4)', '이산화질소(NO2)', '질산은(AgNO3)', '아질산암모늄(NH4NO2)', '사산화이질소(N2O4)', '요소(H2NCONH2)', '글리신(C2H5NO2)', '알라닌(C3H7NO2)'
- 주요 동위 원소: 14N(99.636%), 15N(0.364%)
'질소(N)'는 우리 몸의 약 3%를 차지하는 원소이다. 이 값은 산소, 탄소, 수소 다음으로 크다. 몸속에 있는 질소 화합물의 하나로 '아미노산'이 있다. '아미노산(Amino Acid)'은 단백질의 부품이 되는 화합물이며, 아미노산이 염주처럼 연결된 것이 단백질이다. '아미노산'은 전부 20종이 있으며, 어느 아미노산이 어떤 순서로 얼마만큼의 길이까지 연결되느냐에 따라 여러 가지 단백질이 만들어진다. '아미노산'은 중심읜 '탄소 원자(C)'에 '수소 원자(H)', '카복시기(-COOH)', '아미노기(-NH2)', '곁사슬(아미노산의 성질을 정하는 부분)' 등이 결합한 것이다. 이 가운데 질소는 아미노기에 들어 있다. 그리고 아미노산끼리 연결될 때는 아미노기의 질소와 카복시기의 탄소가 화학 결합을 해서 연결된다. 질소와 탄소의 이 화학 결합을 '펩티드 결합(Peptide Bond)'이라고 한다. 질소는 '아미노산'과 '단백질' 외에도 '요소' 등의 여러 가지 화합물에 포함되어 몸속에 존재한다.
7-1. 질소의 이용
'질소 분자'는 '금속 공업', '석유 화학 공업', '전자 공업' 등의 산업에서 폭넓게 이용된다.
- 협심증의 약: '일산화질소(NO)'는 혈관의 확장 작용이 있기 때문에 협심증의 약으로 사용된다.
- 다이너마이트: 원래 다이너마이트는 '알프레드 노벨'이 규조토에 '니트로글리세린'을 흡수시켜 만들었다. '니트로글리세린'은 '글리세린'에 '질산(HNO3)'과 진한 '황산(H2SO4)'의 혼합물을 작용시켜 얻는다. 오늘날의 다이너마이트는 폭발할 때 유해 가스가 발생하지 않으면서 강한 폭발력을 갖도록 개량되어 있다.
- 시료의 동결 보존: 연구용 세포를 저온으로 냉동시켜 보존하는 '동결 보존 용기'는 액체 질소를 사용해 시료를 극저온으로 동결 보존할 수 있다. 질소는 끊는점이 -195.8℃이며, 액체 질소의 온도는 -195.8℃ 이하라는 극저온이다. 또 질소 분자는 산소 분자와 순소 분자 등에 비해 안정적이다.
8. 산소(O, Oxygen)
- | 데이터 |
양성자 수 | 8 |
원자가 전자 수 | 6 |
원자량 | 15.99903~15.99977 |
녹는점 | -218.4℃ |
끓는점 | -182.96℃ |
밀도 | 0.001429 |
존재도(지구) | 474000ppm |
존재도(우주) | 2.38 × 107 |
존재 장소 | 공기 속, 물 |
발견자 | 셸레(스웨덴), 프리스틀리(영국) |
발견 연도 | 1771년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '산(oxys)'과 '생긴다(genes)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: '셸레'는 산소의 성질을 최초로 조사하고 자세하게 글로 적었지만, 출판사에서 지체되어 책은 1777년에 발행되었다. 그에 앞서 다른 사람이 산소에 대한 연구를 발표했기 때문에 나중에 산소의 발견자에 관한 논쟁이 일어났다.
- 주요 화합물: '이산화탄소(CO2)', '일산화탄소(CO)', '물(H2O)', '이산화항(SO2)', '포도당(C6H12O6)', '황산암모늄([(NH4)2SO4]', '수산화알루미늄[Al(OH)3]', '황산(H2SO4)', '황산알루미늄[Al2(SO4)3]', '산화망가니즈(MnO2)'
- 주요 동위 원소: 16O(99.757%), 17O(0.038%), 18O(0.205%)
'산소'는 '수소'와 더불어 물 분자를 구성하는 원소이다. 대기 속에는 부피 기준으로 약 21%의 비율로 존재한다. 물질이 타는 것은 공기 속에 산소가 존재하기 때문이다. 그리고 금속이 녹스는 것도 산소가 원인이다. 예컨대 철은 건조한 공기 속에서는 산소와 반응하지 않지만 습기가 있으면 녹슬고 발열한다.
산소는 이처럼 우리 주변에 대량으로 존재하지만, 원시 지구의 대기에는 산소가 거의 없었다고 한다. 현재의 대기 속에 있는 산소는 광합성을 하는 생물이 이산화탄소의 물에서 만든 산물이다. 식물의 잎을 확대해 보면, 세포 속에 엽록체가 대단히 많이 관찰된다. 광합성의 모든 과정은 이 속에서 이루어진다. 광합성에 의해 생성된 산소는 기공에서 대기 속으로 방출된다. 그 일부는 성층권까지 올라가 산소 분자에서 오존 분자가 생성된다. 오존 분자는 태양에서 쏟아지는 유해한 자외선을 흡수하기 때문에 자외선의 대부분은 지표에 이르지 않는다.
9. 플루오린, 플루오르, 불소(F, Fluorine)
- | 데이터 |
양성자 수 | 9 |
원자가 전자 수 | 7 |
원자량 | 18.998403163 |
녹는점 | -219.62℃ |
끓는점 | -188.14℃ |
밀도 | 0.001696 |
존재도(지구) | 950ppm |
존재도(우주) | 843 |
존재 장소 | 형석, 빙정석 |
발견자 | 무아상(프랑스) |
발견 연도 | 1886년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '형석(fluorite)'
- 발견 시 에피소드: 플루오린은 반응성이 높은 물질이며, 플루오린을 얻으려다 실패한 사람 중에는 중독되어 목숨을 잃은 사람도 있었다. 최초로 단리에 성공한 '무아상'은 1906년에 노벨상을 받았다.
- 주요 화합물: HF, AgF, Na3AlF6, CaF2, H2SiF6
- 주요 동위 원소: 19F(100%)
'플루오린(F)'은 반응성이 높아 헬륨과 네온 이외의 모든 원소와 반응한다. 일상생활에서는 플루오린 수지를 코팅한 프라이팬이나 냄비 등이 알려져 있다. 플루오린 수지는 열에 강하고 물이나 기름을 튀기는 것이 특징이다. 또 '플루오린'은 '이(tooth)'가 다시 석회의 성질을 찾도록 촉진한다. 식사 등으로 입안이 산성이 되었을 때 이에서 칼슘이 녹아 나오는 것을 억제해 충치를 예방하는 효과가 있다. 이런 작용을 가진 플루오린은 치약에도 사용된다. 플루오린으로 코팅된 '이(Tooth)'는 충치가 잘 되지 않는다.
10. 네온(Ne, Neon)
- | 데이터 |
양성자 수 | 10 |
원자가 전자 수 | 0 |
원자량 | 20.1797 |
녹는점 | -248.67℃ |
끓는점 | -246.05℃ |
밀도 | 0.0008999 |
존재도(지구) | 0.00007ppm |
존재도(우주) | 3.44 × 106 |
존재 장소 | 공기 속 |
발견자 | 램지(Ramsay), 트래버스(Travers) |
발견 연도 | 1898년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '새롭다(neos)'
- 발견 시 에피소드: 액체 공기의 분별 증류에 의해 크립톤, 제논 등과 더불어 네온이 분리되었다. 이 발견에 의해 주기율표가 옳다는 사실이 더욱 확실해졌다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 20Ne(90.48%), 21Ne(0.27%), 22Ne(9.25%)
'네온(Ne)'은 비활성 기체 무리이며, 네온을 봉입한 관에 전압을 걸면 붉은색 빛을 내면서 빛난다. 네온의 이러한 특징을 이용한 것이 거리의 밤을 수놓는 '네온사인'이다. '네온사인'의 유리관 안에는 전자가 방전되고 있으며, 그 전자에 의해 네온 원자의 전자가 들뜬 상태가 되었다가, 그것이 원래대로 돌아올 때 붉은색 빛을 낸다. 네온사인의 색깔은 봉입되어 있는 비활성 기체의 종류에 따라 다르다. 예컨대 '헬륨'은 노란색, '네온'은 빨간색, '아르곤'은 빨간색 내지 파란색, '크립톤'은 황록색, '제논(크세논)'은 파란색 내지 초록색으로 빛난다.
11. 나트륨, 소듐(Na, Sodium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 11 |
원자가 전자 수 | 1 |
원자량 | 22.98976928 |
녹는점 | 97.81℃ |
끓는점 | 883℃ |
밀도 | 0.971 |
존재도(지구) | 2만 3000ppm |
존재도(우주) | 5.74 × 104 |
존재 장소 | 암염, 소다회 |
발견자 | 데이비(영국) |
발견 연도 | 1807년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: '아라비아 어의 '소다'
- 발견 시 에피소드: 수산화나트륨을 전기 분해해 홑원소 나트륨을 단리했다.
- 주요 화합물: NaCl, NaOH, Na2SO4, NaCO3, NaHSO4, CH3COONa, NaHCO3, Na3AlF6, NaBr, Na2SO3
- 주요 동위 원소: 23Na(100%)
'나트륨(Na)'은 알칼리 금속에 속하는 금속이며, 반응성이 높기 때문에 금속으로서의 이용은 적다. 가장 친근한 나트륨은 소금(NaCl, 염화나트륨)'이다. 몸속에서는 나트륨 이온과 염화 이온으로 존재하며, 체액이나 세포의 삼투압을 일정하게 유지하거나, 신경이나 근육의 작용을 조정하거나, 소화를 돕는 작용이 있어 인체에 반드시 필요한 무기질의 하나이다.
신경 세포의 '축삭(신경돌기)' 표면에는 '나트륨 채널'이라는 '문'이 있다. 이 문이 열리면 양전기를 띤 나트륨 이온이 신경 세포 속에 들어와 그 부분에서 전류가 발생한다. 그러면 이것을 받아 이웃 '나트륨 채널'도 문을 열고 나트륨 이온을 속에 받아들여 전류를 발생시킨다. 이렇게 해서 전기 신호는 가늘고 긴 신경 세포로 전해진다.
11-1. 나트륨의 이용
- 나트륨램프: 터널 내부나 도로 등에서 사용되는 노란색 조명은 나트륨램프이다. 이 조명이 노란색으로 빛나는 것은 불꽃 반응에 의한 결과이다. 나트륨램프는 소비 전력이 적고 수명이 길다는 장점이 있다.
12. 마그네슘(Mg, Magnesium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 12 |
원자가 전자 수 | 2 |
원자량 | 24.304~24.307 |
녹는점 | 648.8℃ |
끓는점 | 1090℃ |
밀도 | 1.738 |
존재도(지구) | 2만 3000ppm |
존재도(우주) | 1.074 × 106 |
존재 장소 | 돌로마이트, 마그네사이트 |
발견자 | 블랙(영국) |
발견 연도 | 1755년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스의 마그네시아 지역에 있던 마그네시아석
- 발견 시 에피소드: 최초로 마그네슘을 원소로 인식한 사람이 '블랙'이다 1808년에 '데이비'가 금속을 단리해 '마그네슘'이라고 명명했다.
- 주요 화합물: MgCl2, MgSo4, Mg3(PO4)2, MgCl(OH), MgO
- 주요 동위 원소: 24Mg(78.99%), 25Mg(10.00%), 26Mg(11.01%)
'마그네슘(Mg)'은 '리튬(Li)', '나트륨(Na)'에 이어 셋째로 가벼운 금속으로 '알루미늄(Al)'보다 가볍다. 도 마그네슘 합금은 가볍고 튼튼하기 때문에 노트북 PC의 본체 등에 사용된다. 마그네슘 합금은 매우 쉽게 녹슬기 때문에 노트북 PC 등에 이용할 경우는 표면을 코팅해야 한다. 나아가 마그네슘을 식물이 하는 광합성 가운데서도 중요한 역할을 한다. 식물의 엽록체에 있는 '엽록소(클로로필)'는 마그네슘을 그 구조의 중심에 가지고 있으며 빛을 전자로 변환한다. 이 전자는 유기물을 합성하기 위해 존재한다.
13. 알루미늄(Al, Aluminium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 13 |
원자가 전자 수 | 3 |
원자량 | 26.9815385 |
녹는점 | 660.32℃ |
끓는점 | 2467℃ |
밀도 | 2.6989 |
존재도(지구) | 8만 2000ppm |
존재도(우주) | 8.49 × 104 |
존재 장소 | 보크사이트 |
발견자 | 외르스테드(스웨덴) |
발견 연도 | 1825년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 고대 그리스나 로마에서 백반을 가리켰던 옛 이름 '알루멘(alumen)'
- 발견 시 에피소드: 1807년 '데이비'가 백반에서 얻은 금속산화물을 '알루미늄'이라고 명명했다. 순수 금속의 단리는 1825년에 외르스테드가 했다.
- 주요 화합물: Al(OH)3, Al2(SO4)3, AlCl3, AlPO4, Al2O3, AlK(SO4)3, Na3AlF6, Na[Al(OH)4]
- 주요 동위 원소: 27Al(100%)
'알루미늄(Al)'은 지각 속에 산소, 규소 다음으로 풍부하게 존재하며, 금속 원소 중에서는 가장 많다. 금속 알루미늄의 공업 생산이 시작된 시기는 19세기 후반인데, 당시는 매우 귀중한 금속이었다. 현재는 대량생산되고, 가볍고 잘 부식되지 않는 등의 여러 가지 특성을 살려 우리 주위에서 널리 이용된다. 금속 알루미늄은 은백색 경금속이다. 공기 속에서는 표면에 얇은 산화 보호막으로 덮여 있기 때문에, 내부까지 산소가 들어가지 못해 잘 부식되지 않는다.
13-1. 알루미늄의 이용
- 알루미늄 캔: 알루미늄 캔은 캔의 냄새가 없고 빨리 냉각된다. 그리고 재활용하기도 쉽다.
- 알루미늄 포일: 알루미늄은 종이처럼 얇은 알루미늄 포일에도 이용된다. 만약 금속이 녹아 나와도 인체에는 무해하다고 한다.
- 동전: 가나다
- 항궤앙약: 건조한 수산화알루미늄 젤을 주성분으로 하는 약품은 위궤양, 십이지장궤양, 위염 등 치료나 요로 결석의 예방에 사용된다.
13-2. 알루미늄의 특성
- 가볍다: 알루미늄의 비중은 2.7으로 철의 약 3분의 1이다. 자동차나 항공기에는 알루미늄 합금인 '두랄루민'이 사용된다.
- 강하다: 순수 알루미늄의 인장력은 그다지 크지 않지만, 이것에 '마그네슘(Mg)'이나 '망가니즈(Mn)', '구리(Cu)'를 첨가하면 강도가 높아진다.
- 잘 부식되지 않는다: 알루미늄은 공기 속에서는 치밀하고 안정된 산화 피막을 생성한다. 이 때문에 부식이 방지된다.
- 가공하기 쉽다: 알루미늄은 가공하기 쉽고, 여러 가지 모양으로 성형할 수 있다. 알루미늄 포일처럼 얇은 종이 같은 것도 있다.
- 전기를 잘 통한다: 송전선의 약 99%가 알루미늄이다. 전기 전도성은 그다지 높지 않지만 비중이 작기 때문에 같은 무게라도 몇 배나 전류를 통한다.
- 자기를 띠지 않는다: 알루미늄은 비자성체이며 자기장에 영향을 받지 않는다. 주요 제품으로서는 파라볼라안테나와 선박의 자기 컴퍼스, 전자 의료 기기 등이 있다.
- 열을 잘 전한다: 알루미늄의 열전도율은 철의 약 3배이다. 이 성질은 급속히 냉각시킬 수 있는 성질로 이어진다. 냉난방 장치나 엔진 부품에 사용된다.
- 저온에 강하다: 알루미늄은 '액체 질소'의 극저온 상태에서도 파괴되지 않는다. 이 특성은 우주 개발 등의 최첨단 분야에서 주목된다.
- 빛이나 열을 반사한다: 잘 닦은 알루미늄은 적외선이나 자외선, 전자파 등을 잘 반사한다. 그래서 난방기의 반사판이나 조명 기구, 우주복 등에 이용된다.
- 독성이 없다: 알루미늄은 무독, 무취이다. 귀금속처럼 인체를 상하거나 토양을 오염시키는 일이 없기 때문에, 식품이나 의료품의 포장에 사용된다.
14. 규소(Si, Silicon)
- | 데이터 |
양성자 수 | 14 |
원자가 전자 수 | 4 |
원자량 | 28.084~28.086 |
녹는점 | 1410℃ |
끓는점 | 2355℃ |
밀도 | 2.3296 |
존재도(지구) | 27만 7100ppm |
존재도(우주) | 1.00 × 106 |
존재 장소 | 석영 등 |
발견자 | 베르셀리우스(스웨덴) |
발견 연도 | 1824년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 영어 이름은 라틴 어의 '부싯돌(silicis 또는 silex)'
- 발견 시 에피소드: 플루오린화규소에 금속 칼륨을 가해서 플루오린을 꺼내는 데 성공했다.
- 주요 화합물: 석영(SiO2), 탄화규소(SiC), 육플루오린화규산(H2SiF6), 규산나트륨(Na2SiO3)
- 주요 동위 원소: 28Si(92.223%), 29Si(4.685%), 30Si(3.092%)
'규소(Si)'는 대표적인 반도체이다. '반도체'란 조건에 따라 전기를 통하거나 통하지 않는 물질을 말한다. 규소의 전기 전도성은 빛의 유무, 온도의 고저, 불순물의 양에 따라 크게 변한다. 이러한 반도체의 성질을 이용해 개발된 것이 '반도체 집적 회로(LSI: Large Scale Integration)'이다. 미세한 회로 하나하나가 전류의 흐름을 제어할 수 있어, 이 '스위치'를 제어함으로써 복잡한 계산이 가능해진다. 현재는 개인용 컴퓨터를 비롯한 각종 전자 제품에 탑재되어 있다. 현대의 전자 문명을 유지하는 원소가 바로 규소인 것이다. 또 규소는 새로운 에너지 공급 장치로 주목받고 있는 '태양 전지(Solar Cell)' 속에서도 주요 재료로 사용된다.
지구 내부는 바깥쪽부터 크게 지각, 맨틀, 핵으로 나뉜다. 이 가운데 지구 부피의 80%를 차지하는 맨틀과, 얇은 거죽처럼 들러붙어 있는 지각에 규소가 많이 들어 있다. 특히 지각의 규소 비율은 산소 다음으로 많으며, 무게로 치면 27.7%를 차지한다. 산소와 합치면 지각에 존재하는 원소의 80%나 되며, 그 화합물을 주성분으로 하는 광물도 많다.
15. 인(P, Phosphorus)
- | 데이터 |
양성자 수 | 15 |
원자가 전자 수 | 5 |
원자량 | 30.973761998 |
녹는점 | 44.2℃ |
끓는점 | 280℃ |
밀도 | 1.82(흰인) |
존재도(지구) | 1000ppm |
존재도(우주) | 1.04 × 104 |
존재 장소 | 인회석 등 |
발견자 | 브란트(독일) |
발견 연도 | 1669년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '빛(phos)'과 '운반하는 것(phoros)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 사람의 소변을 분석함으로써 추출되었다. 원소가 사람의 몸속에서 발견되는 예는 극히 드물다.(α)(β)
- 주요 화합물: (NH4)3PO4, Mg3(PO4)2, AlPO4, H3PO4, P4O15, Ca3(PO4)2, P2O5
- 주요 동위 원소: 31P(100%)
'인(P)'은 생체 속의 여러 가지 화합물을 구성하고 있어, 생물에게는 반드시 필요한 원소이다. '인산칼슘'은 뼈나 이를 만들고, 인 그 자체도 DNA 등의 유전물질을 만든다. 그리고 생체 속의 에너지원으로 작용하느 'ATP(아데노신 3인산)'도 인산 화합물이다. ATP의 에너지를 사용함으로써 우리의 근육이 움직인다. 그 밖에 생활 주변에서는 성냥의 발화제로도 사용된다. 또 농작물의 비료로도 이용된다.
16. 황(S, Sulfur)
- | 데이터 |
양성자 수 | 16 |
원자가 전자 수 | 6 |
원자량 | 32.059~32.076 |
녹는점 | 112.8℃(α), 119.0℃(β) |
끓는점 | 444.674℃(β) |
밀도 | 2.07(α) |
존재도(지구) | 260ppm |
존재도(우주) | 5.15 × 105 |
존재 장소 | 석고 등 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 사스크리트 어의 '불의 바탕(sulvere)'에서 유래하는 라틴 어의 '황(sulpur)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: '황'은 천연 결정으로 산출되기 때문에 예로부터 존재가 알려져 있었다. 원소로 지적한 사람은 '라부아지에'이다.
- 주요 화합물: H2S, SO2 (NH4)2SO4, Al2(SO4)3, Na2SO4, MgSO4, CuSO4, AlK(SO4)3, H2SO3
- 주요 동위 원소: 32S(94.99%), 33S(0.75%), 34S(4.25%), 36S(0.01%)
'황(S)'은 고무에 탄력성을 주는 효과가 있다. 고무에 강도를 주는 탄소와 함께 황을 섞어 만든 것이 '고무 타이어'이다. 거리를 달리는 자동차 타이어에도 몇 %의 비율로 황이 포함되어 있다. 성냥이나 화약, 의료품의 원료로도 이용된다. 사람의 필수 아미노산의 하나인 '메티오닌(Methionine)'에도 황이 들어 있다.
17. 염소(Cl, Chlorine)
- | 데이터 |
양성자 수 | 17 |
원자가 전자 수 | 7 |
원자량 | 35.446~35.457 |
녹는점 | -101.0℃ |
끓는점 | -33.97℃ |
밀도 | 0.003214 |
존재도(지구) | 130ppm |
존재도(우주) | 5240 |
존재 장소 | 암염 등 |
발견자 | 셸레(스웨덴) |
발견 연도 | 1774년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '황록색(chloros)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 이산화망가니즈에 염산을 가해 발견했다. 당초에는 화합물이라고 생각되었다.
- 주요 화합물: HCl, NaCl, MnCl2, BaCl2, NH4Cl, MgCl2, AlCl3, CCl4, KCl, CaCl(OH)
- 주요 동위 원소: 35Cl(75.76%), 37Cl(24.24%)
가장 친근한 염소의 예는 '소금(NaCl, 염화나트륨)'이다. '염소'는 강한 산화력과 살균력이 있다. 그래서 의복이나 식기의 '표백제', 음용수나 수영장 등의 '소독제' 등으로 사용된다. 그 밖에 염소 화합물도 다양하게 이용된다. 예컨대 '폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride)'은 식품용 랩으로 이용되고, '폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl Chloride)'은 페트병 등에 이용된다.
18. 아르곤(Ar, Argon)
- | 데이터 |
양성자 수 | 18 |
원자가 전자 수 | 0 |
원자량 | 39.948 |
녹는점 | -189.3℃ |
끓는점 | -185.8℃ |
밀도 | 0.001784 |
존재도(지구) | 1.2ppm |
존재도(우주) | 1.04 × 105 |
존재 장소 | 공기 속 |
발견자 | 레일리(영국) |
발견 연도 | 1894년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '게으름뱅이(argos)'
- 발견시 에피소드: 1892년 영국의 과학자 레일리가 아르곤의 존재를 시사하는 논문을 발표했다. 그것을 읽은 '램지(Ramsay)'가 연구를 더해 대기 속에서 새로운 기체를 분리하는 데 성공해 '아르곤'이라고 명명했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 36Ar(0.3336%), 38Ar(0.0629%), 40Ar(99.6035%)
'아르곤(Ar)'은 공기보다 1.4배 무겁고, 무색, 무미, 무취의 홑원소 가스이다. 같은 '비활성 기체'인 '헬륨(He)'이나 '네온(Ne)'에 비하면 공기 중에 훨씬 많다.
18-1. 아르곤의 이용
- 형광등: 아르곤이 이용되는 가장 흔한 예는 형광등이다. 형광등에는 수은 증기와, 비활성 기체인 아르곤 가스가 충전되어 있다. 전극에 방전이 일어나면 전자가 날아와 수은 원자와 충돌한다. 충돌할 때 발생하는 자외선이 유리관 안쪽에 칠해져 있는 형광체에 닿아 흰 가시광선이 발생한다. 비활성 기체 이외의 기체라면 큰 전류가 흐르지만 아르곤이 봉입되어 있음으로써 방전이 일정하게 유지된다.
- 산화 방지 가스: '아르곤'은 금속을 주조할 때 '산화 방지 가스'로도 사용된다.
19. 칼륨, 포타슘(K, Potassium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 19 |
원자가 전자 수 | 1 |
원자량 | 39.0983 |
녹는점 | 63.65℃ |
끓는점 | 774℃ |
밀도 | 0.862 |
존재도(지구) | 2만 1000ppm |
존재도(우주) | 3770 |
존재 장소 | 칼리암염, 카널라이트 |
발견자 | 데이비(영국) |
발견 연도 | 1807년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 아라비아 어의 '알칼리(qali)'
- 발견시 에피소드: 수산화칼륨의 전기 분해에 의해 단리되었다.
- 주요 화합물: KNO3, KCl, KBr, KI, AlK,(SO4)2, KMNO4, K2Cr2O7, K2SO4, K3[Fe(CN)6]
- 주요 동위 원소: 39K(93.2581%), 40K(0.0117%), 41K(6.7302%)
'칼륨(K)'은 '알칼리 금속'에 속하는 금속 원소이다. 금속 칼륨은 공기 속에서는 자연 발화하기 때문에, 석유 등에 담가서 보존해야 한다. 칼륨은 질소나 인과 마찬가지로, 식물 몸속에서의 함유량이 높은 원소이다. 이들 세 원소를 함유하는 화합물은 식물에게 주는 비료에 들어 있는 경우가 많다. 또 식물에게 기공은 산소나 이산화탄소가 출입하는 중요한 기관이다. 칼륨은 그 기공의 개폐에 중요한 역할을 맡는다. 기공의 세포 안으로 칼륨 이온이 끌려감으로써 세포 안팎의 이온 농도에 차가 생기고, 이에 따라 기공의 개폐가 일어난다. 그밖에 칼륨 화합물은 성냥, 불꽃, 소독제 등에 이용된다. 또 칼륨의 방사성 동위 원소인 '칼륨 40'이 붕괴해 '아르곤 40'이 되는 것을 이용한 '암석 연대 측정' 등도 이루어진다.
20. 칼슘(Ca, Calcium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 20 |
원자가 전자 수 | 2 |
원자량 | 40.078 |
녹는점 | 839℃ |
끓는점 | 1484℃ |
밀도 | 1.55 |
존재도(지구) | 4만 1000ppm |
존재도(우주) | 6.11 × 104 |
존재 장소 | 석회, 방해석 |
발견자 | 데이비(영구) |
발견 연도 | 1808년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '석회(calx)'
- 발견시 에피소드: '데이비'가 석회를 전기 분해해 칼슘을 발견했다. '칼슘'이라고 명명한 사람도 '데이비'다.
- 주요 화합물: Ca(OH)2, CaCl(OH), CaF2
- 주요 동위 원소: 40Ca(96.941%), 42Ca(0.647%), 43Ca(0.135%, 44Ca(2.086%), 46Ca(0.0004%), 48Ca(0.187%)
'칼슘(Ca)'은 대리석이나 석회석의 주요성분인 '탄산칼슘(CaCO3)'이나 척추동물의 뼈를 이루는 '치밀질'의 대부분을 차지하는 '인산칼슘'에서 생긴다. '칼슘'은 뼈의 형성 이외에, 예컨대 근육이 수축할 때도 필요해진다. 또 '파골 세포'가 녹은 뼈의 칼슘은 혈액 속에서 방출되어 호르몬 등의 작용을 돕는 칼슘원으로 이용된다. 칼슘이 부족하면 초조해진다고 하며, 칼슘을 취급하는 건강식품 등도 많다. 밖에 칼슘은 석고나 시멘트 등에 이용된다. 또 마그네슘 합금에 칼슘을 더하면 내열성이 높아진다.
21. 스칸듐(Sc, Scandium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 21 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 44.955908 |
녹는점 | 1541℃ |
끓는점 | 2831℃ |
밀도 | 2.989 |
존재도(지구) | 16ppm |
존재도(우주) | 33.8 |
존재 장소 | 토르트바이타이트 |
발견자 | 닐손(Nilson, 스웨덴) |
발견 연도 | 1879년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 -고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '스웨덴(Scandia)'
- 발견 시 에피소드: '닐손'이 가돌린석이라는 광물에서 발견하고 '스칸듐'이라고 명명하였다. '클레베(Cleve, 스웨덴)'는 이 원소가 멘델레예프가 예언한 미지의 원소라는 사실을 알아냈다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 45Sc(100%)
'스칸듐(Sc)'은 화학적 성질이 알루미늄과 비슷하며, 녹는점은 알루미늄보다 높은데도 불구하고, 존재량이 적어서 고가이기 때문에 그다지 용도 개발이 이루어지지 않았다.
'스칸듐'이 사용되는 램프는 태양광에 가까운 빛을 내기 때문에, 야구장 등의 야간 조명에 사용된다. '스칸듐 램프'는 속에 봉인되는 금속과 조합되어 효율, 수명, 광색 등의 특성이 정해지기 때문에 용도, 목적에 맞추어 여러 종의 램프가 개발되어 있다. 스칸듐을 사용한 램프에는, 발광 물질로 '아이오딘화스칸듐'이 봉입된다. 또 발광관의 두 전극에도 '산화스칸듐(Sc2O3)'을 부착시킨다. 그러면 두 전극 사이에서 방전이 일어나 강한 빛이 나온다.
22. 티타늄, 타티타늄, 티탄(Ti, Titanium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 22 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 47.867 |
녹는점 | 1660℃ |
끓는점 | 3287℃ |
밀도 | 4.54 |
존재도(지구) | 5600ppm |
존재도(우주) | 2400 |
존재 장소 | 루틸, 일루미나이트 |
발견자 | 그레고어, 클라프로트 |
발견 연도 | 1791년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 신화에 등장하는 거인 '타이탄(Titan)'
- 발견 시 에피소드: 목사였던 '그레고어'는 하천 모래에서 모은 검은색 물질을 조사하다 미지의 원소를 발견했다. '타이타늄'이란 이름을 붙인 사람은 '클라프로트'이다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 46Ti(8.25%), 47Ti(7.44%), 48Ti(73.72%), 49Ti(5.41%), 50Ti(5.18%)
'티타늄(Ti)'는 강하고 가벼우며 녹이 슬지 않는 뛰어난 특징을 가지고 있어서, 액세서리나 안경테 등에 이용된다. 티타늄은 인체에 거부 반응이 없어서 치아의 임플란트 치료에서도 주요 재료로 쓰인다.
또 '티타늄'은 화합물 '이산화 타이타늄(TiO2)'을 만들어 '광촉매'로 널리 사용된다. 광촉매는 빛에너지를 이용해 화학 반응의 속도를 높이는 성질이 있다. 광촉매 효과를 이용한 제품은, 흔하 예로는 화장식이나 건물 외벽에 이용된다. '이산화 타이타늄'은 자외선이 닿으면 두 가지 효과를 발휘한다. '자외선'이 닿으면 오물 등을 분해하는 '광촉매 효과'와 물을 튕겨내지 않는 '친수화'이다. 이들 기능이 있기 때문에 화장실 바닥에 사용하면 오물이 분해되어 냄새가 거의 발생하지 않는다.
23. 바나듐(V, Vanadium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 23 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 50.9415 |
녹는점 | 1887℃ |
끓는점 | 3377℃ |
밀도 | 6.11 |
존재도(지구) | 160ppm |
존재도(우주) | 295 |
존재 장소 | 카르노석, 파트론석 |
발견자 | 델 리오, 세프스트룀 |
발견 연도 | 1801년, 1830년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 -고체
- 원소 이름의 유래: 스칸디나비아의 사랑과 미의 여신 'Vadadis'
- 발견 시 에피소드: 먼저 '델 리오'가 발견했지만 프랑스의 화학자가 틀렸다고 지적했기 때문에 철회되고 말았다. 그 후 '셰프스트룀'이 재발견함으로써 '델 리오'의 업적이 인정되었다.
- 주요 화합물: V2O5
- 주요 동위 원소: 50V(0.250%), 51V(99.750%)
'바나듐(V)'은 단단하며 내식성, 내열성이 뛰어난 원소이다. 단독으로는 화학 플랜트용 배관 등에 이용된다. 또 '바나듐'을 첨가한 철강은 원자로나 터보 엔진의 터빈 등 고온의 환경에 이용된다. 그 밖에 드릴이나 스패너 등 공구에도 사용된다. 또 바나듐을 사용한 '2차 전지(충전할 수 있는 전지)'는 환경 부담이 적고 발전 효율도 좋다. 또 '바나듐'에는 혈당값을 내리는 효과가 있다고 한다.
24. 크롬, 크로뮴(Cr, Chromium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 24 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 51.9961 |
녹는점 | 1860℃ |
끓는점 | 2671℃ |
밀도 | 7.19 |
존재도(지구) | 약 100ppm |
존재도(우주) | 1.34 × 104 |
존재 장소 | 크로뮴철광, 홍연석 |
발견자 | 보클랭(L. Vauquelin, 프랑스) |
발견 연도 | 1797년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '색(Chroma)'
- 발견 시 에피소드: 시베리아 산 홍연석에서 크로뮴 산화물을 발견했다. 그리고 이것을 환원 처리해 크로뮴 금속을 분리했다.
- 주요 화합물: K2Cr2O7, Ag2CrO4, PbCrO4, CrO, Cr2O3, CrO3
- 주요 동위 원소: 50Cr(4.345%), 52Cr(83.789%), 53Cr(9.501%), 54Cr(2.365)
'크롬(Cr)'은 3가 크롬으로 땅콩 등의 콩류가 현미에 많이 포함되어 있다. 당뇨병 예방이나 개선에 효과가 있다고 한다. 또 6가 크롬의 독성은 예로부터 잘 알려져 있다. 크롬은 내식성이 뛰어나기 때문에 도금에 널리 이용된다. 또 철과의 합금인 '스테인리스강(Stainless Steel)' 등의 합금이 널리 알려져 있다.
25. 망가니즈, 망간(Mn, Manganese)
- | 데이터 |
양성자 수 | 25 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 54.938044 |
녹는점 | 1244℃ |
끓는점 | 1962℃ |
밀도 | 7.44 |
존재도(지구) | 950ppm |
존재도(우주) | 9510 |
존재 장소 | 연망가니즈석, 하우스먼나이트, 해저의 망가니즈 단괴 |
발견자 | 간(J.Gahn, 스웨덴) |
발견 연도 | 1774년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어 '자석(Magnes)'에서 유래. 1808년에 '클라프로트(Klaproth, 독일)'가 마그네슘과 혼동할 수 있기 때문에 '망가니즈'로 부르자고 제안했다.
- 발견 시 에피소드: '셸레'가 연망가니즈석에서 새로운 원소로 발견했다. '셸레'의 친구인 '간(Gahn)'이 홑원소 물질로 분리하는 데 성공했다.
- 주요 화합물: MnO2, MnCl2, KMnO4, MnS
- 주요 동위 원소: 55Mn(100%)
'망가니즈(Mn)'는 철보다 단단하지만 부서지기 쉬운 특징이 있다. 철에 첨가에 '망가니즈강(Manganese Steel)'을 만들면 충격이나 마모에 강해진다. 이밖에 망가니즈로 잘 알려진 것 중에는 '망가니즈 건전지(Manganese drycell)'가 있다. 그리고 '망가니즈 건전지'보다 용량이 큰 '알칼리망가니즈 건전지'도 있다. 해저에는 '망가니즈 단괴(Manganese Nodule)'라는 광물이 가라앉아 있다.
26. 철(Fe, Iron)
- | 데이터 |
양성자 수 | 26 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 55.845 |
녹는점 | 1535℃ |
끓는점 | 2750℃ |
밀도 | 7.874 |
존재도(지구) | 4만 1000ppm |
존재도(우주) | 9.00 × 105 |
존재 장소 | 적철석, 자철석 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 켈트계 고어로 '성스로운 금속'
- 발견 시 에피소드: 기원전 5000년 무렵부터 사용되었다고 한다.
- 주요 화합물: FeSo4, FeS, Fe3O4, Fe2O3, Fe(OH)2, K3[Fe(CN)6]
- 주요 동위 원소: 54Fe(5.845%), 56Fe(91.754%), 57Fe(2.119%), 58Fe(0.282%)
'철(Fe)'은 철강의 재료로 우리 사회에 매우 중요한 원소이다. '철'은 적은 양이지만 우리 몸속에도 있다. 철은 몸속에서 '산소의 운반자' 역할을 하고 있다. '철' 원자는 4개의 질소 원자와 굳게 결합한 형태로 '헤모글로빈(Hemoglobin)' 속에 있다. '헤모글로빈'은 혈액 속의 적혈구에 포함되어 있으며, 적혈구가 붉은색을 띠게 하는 색소 단백질이기도 하다. '헤모글로빈'에 포함된 철 원자는 산소가 풍부한 곳에 오면 산소와 결합하고, 반대로 산소가 적은 곳에 가면 운반해 온 산소를 내어주는 성질이 있다. 이 성질을 이용해 철은 폐에서 받아들인 산소를 몸의 각 부분으로 운반한다.
27. 코발트(Co, Cobalt)
- | 데이터 |
양성자 수 | 27 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 58.933194 |
녹는점 | 1495℃ |
끓는점 | 2870℃ |
밀도 | 9.90 |
존재도(지구) | 20ppm |
존재도(우주) | 2250 |
존재 장소 | 스몰타이트, 휘코발트석 |
발견자 | 조지 브란트(George Brandt, 스웨덴) |
발견 연도 | 1735년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 독일 민화에 등장하는 '산(山)의 요정(kobold)' 또는 그리스 어의 '광산(kobalos)
- 발견 시 에피소드: 기원전부터 유리나 도기의 착색에 사용되었지만, 그 정체는 오랫동안 밝혀지지 않았다. 1735년 스웨덴의 브랕느가 분리하는 데 처음으로 성공했다. 1780년 '베리만(T. O. Bergman)'에 의해 새로운 원소임이 확인되었다.
- 주요 화합물: CoCl2
- 주요 동위 원소: 59Co(100%)
'코발트(Co)'는 합금하면 단단하고 견고해지기 때문에 다양한 공업 제품에 이용된다. 또 예로부터 도기나 유리 등을 파랗게 착색하는 재료로 이용되었다. 또 코발트는 생명체에 필수적인 '비타민 B12'를 구성하는 중심 원소이다. 충혈을 억제하는 안약에도 사용된다.
28. 니켈(Ni, Nickel)
- | 데이터 |
양성자 수 | 28 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 58.6934 |
녹는점 | 1453℃ |
끓는점 | 2732℃ |
밀도 | 8.902 |
존재도(지구) | 약 80ppm |
존재도(우주) | 4.93 × 104 |
존재 장소 | 라테라이트, 황화광 등 |
발견자 | 크론스테트(A. F. Cronstedt, 스웨덴) |
발견 연도 | 1751년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 독일어의'구리의 악마(Kupfernickel)'에서 유래. 니켈 광석에는 구리 광석과 비슷한 붉은색을 띤 것이 있다. 그 광석에서 구리를 추출하다가 몇 차례 실패하거나 정련할 때 유독성 증기가 나온다는 점에서 이렇게 부르게 되었다.
- 발견 시 에피소드: 1751년에 '크론스테트'가 분리에 성공해 위의 광물과 같은 성분임을 확인했다.
- 주요 화합물: NiCl2, NiSO4, NiS
- 주요 동위 원소: 58Ni(68.077%), 60Ni(26.223%), 61Ni(1.1399%), 62(Ni(3.6346%), 64Ni(0.9255%)
'니켈(Ni)'은 상온에서 안정적인 금속으로 도금에 사용된다. 그리고 니켈의 합금에는 다양한 종류가 있어 우리의 주변 곳곳에서 볼 수 있다. 예컨대 500원짜리 동전에도 니켈과 구리의 합금에 사용된다. 또 니켈을 포함한 '형상 기억 합금'은 인공위성 등의 태양 전지 패널의 용수철 부분에도 사용된다. 그리고 니켈과 철의 합금은 'MRI(자기 공명 영상)' 장치의 자기 실드에 사용된다.
29. 구리(Cu, Copper)
- | 데이터 |
양성자 수 | 29 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 63.546 |
녹는점 | 1083.4℃ |
끓는점 | 2567℃ |
밀도 | 8.96 |
존재도(지구) | 55ppm |
존재도(우주) | 522 |
존재 장소 | 황동석, 적동석 등 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 고대의 구리 산출지인 '키프로스 섬'에서 유래했다. '키프로스 섬'은 라틴 어로 'Cuprum'이다.
- 발견시 에피소드: 예로부터 알려졌던 원소의 하나이다.
- 주요 화합물: CuSO4, CU(OH2)2, CuO, CuCl2
- 주요 동위 원소: 63Cu(69.15%), 65Cu(30.85%)
'구리(Cu)'는 인류가 가장 오래전부터 생활에 이용해 온 원소 가운데 하나이다. 이라크 북부에서는 기원전 8800년 무렵에 천연 구리로 만든 것으로 보이는 조그만 구슬이 발견되었다.
구리는 얇게 펴도 부서지지 않고 잘 늘어나는 특성이 있다. 또 열과 전기의 전도율이 금속 가운데 은 다음으로 높기 때문에 '조리 냄비'나 '전선'으로 흔히 이용된다. '구리와 다른 금속을 섞은 합금'으로는 '청동', '황동' 등이 있다. '아연'과 구리'의 합금인 '황동'은 '불교 용품'이나 '관악기', '놋그릇'의 소재가 된다. 또 알루미늄과 구리의 합금인 '알루미늄구리합금'은 부식에 강하기 때문에 장식품에 사용된다.
30. 아연(Zn, Zinc)
- | 데이터 |
양성자 수 | 30 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 65.38 |
녹는점 | 419.53℃ |
끓는점 | 907℃ |
밀도 | 7.134 |
존재도(지구) | 75ppm |
존재도(우주) | 1260 |
존재 장소 | 섬아연석 등 |
발견자 | 마르크라프(A. S. Marggraf, 독일) |
발견 연도 | 1746년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 페르시아 어의 '돌(sing)', 독일어의 '포크의 끝(Zink)'
- 발견시 에피소드: 순수한 단일 금속으로 제조되기 시작한 곳은 13세기 무렵의 인도라고 한다. 1746년 '마르그라프'가 능아연석에서 금속 아연을 추출하고 그 방법을 기록으로 남겼다.
- 주요 화합물: ZnSO4, Zn(OH)2
- 주요 동위 원소: 64Zn(48.63%), 66Zn(27.90%), 67Zn(4.04%), 68Zn(18.45%), 70Zn(0.61%)
'아연(Zn)'이라는 이름은 색과 모양이 '납(Pb)'과 비슷하다는 데서 유래한다. '아연 도금'을 해서 '내식성(부식이나 침식에 잘 견디는 성질)'을 높인 지붕 재료는 현재도 널리 사용된다. 또 구리에 아연을 첨가한 합금은 '황동'이라고 불리며 강하고 가공이 쉬워 '악기'나 '놋그릇' 등에 사용된다. 그 밖에 '단추 전지'의 대부분은 음극에 아연을 사용하며, 황화아연은 브라운관의 형광제에 이용된다.
아연은 과거에 납과 마찬가지로 독성을 지닌 금속으로 여겨졌다. 그러나 아연은 인체에 필수적인 미네랄로, 몸속의 유해 물질을 정화하거나, 유해 금속을 배출하는 등 살아가는 데 중요한 역할을 한다. 또 아연은 맛을 느끼는 혀의 미뢰에도 있다. 아연이 부족하면 미각 장애가 생긴다. '아연'과 '칼슘 화합물'은 위궤양의 치료제에 이용된다 또 최근에는 혈당값을 낮추어 당뇨병이나 대사증후군을 개선하는 새로운 생리 작용이 아연에서 발견되었다.
31. 갈륨(Ga, Gallium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 31 |
원자가 전자 수 | 3 |
원자량 | 69.723 |
녹는점 | 27.78℃ |
끓는점 | 2403℃ |
밀도 | 5.907 |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | 37.8 |
존재 장소 | 보크사이트, 갈라이트 |
발견자 | 부아보드랑(P. Boisbaudran, 프랑스) |
발견 연도 | 1875년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 발견자의 조국의 라틴어 명 'Gallia'
- 발견시 에피소드: 아연의 발광 스펙트럼 중에서 미지의 2개의 선을 발견했다. 그 후 섬아연석에서 갈륨을 분리
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 69Ga(60.108%), 71Ga(39.892%)
'갈륨(Ga)'은 비교적 낮은 온도에서 액체 상태를 취하는 드문 금속이다. 또 끓는점이 높아 매우 넓은 온도 범위에서 액체 상태를 취한다. 이 성질은 '고온용 온도계'로 이용된다. 그리고 갈륨을 사용한 반도체는 실리콘보다 발열이 적은 반도체로서 PC부터 스마트폰에 이르기까지 폭넓게 사용된다. 가장 잘 알려진 용도는 '발광 다이오드(LED)'이다. '발광 다이오드'에는 세 가지 색이 있다. '칼륨인(GaP)'을 재료로 하는 황록색, 빨간색 LED, 그리고 '질화갈륨(GaN)'을 재료로 하는 파란색 LED이다.
32. 저마늄, 게르마늄(Ge, Germanium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 32 |
원자가 전자 수 | 4 |
원자량 | 72.630 |
녹는점 | 937.4℃ |
끓는점 | 2830℃ |
밀도 | 5.323 |
존재도(지구) | 1.8ppm |
존재도(우주) | 119 |
존재 장소 | 카보라이트, 스토트석 |
발견자 | 빙클러(C. Winkler, 독일) |
발견 연도 | 1886년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 발견자의 조국의 고대 이름 '게르마니아(Germania)'
- 발견 시 에피소드: 저마늄 광석을 화학적으로 분석할 때 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 70Ge(20.57%), 72Ge(27.45%), 73Ge(7.75%), 74Ge(36.50%), 76Ge(7.737%)
'저마늄(Ge)'은 지각에 널리 얕게 퍼져 있는 원소이다. 저마늄은 반도체 소자에 이용되지만, 현재는 규소에게 그 자리를 내주었다. 또 저마늄은 적외선을 흡수하지 않는 성질을 가져서 적외선을 투과하는 창에도 사용된다. 그리고 광섬유의 2층 구조 가운데 '코어(Core)'라는 안쪽 부분에 저마늄을 넣으면 빛의 굴절률이 높아진다.
33. 비소(As, Arsenic)
- | 데이터 |
양성자 수 | 33 |
원자가 전자 수 | 5 |
원자량 | 74.921595 |
녹는점 | 817℃(회색, 28기압) |
끓는점 | 616℃(회색, 승화) |
밀도 | 5.78(회색) |
존재도(지구) | 1.5ppm |
존재도(우주) | 6.56 |
존재 장소 | 석황, 계관석 |
발견자 | 마그누스(A. Magnus, 독일) |
발견 연도 | 13세기 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '황색 색소(arsenikon)'
- 발견시 에피소드: 비소 화합물을 기름에 섞어 열을 가해 홑원소 물질을 얻었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: As(100%)
'비소(As)'의 화합물은 예로부터 암살의 독약 등으로 사용되었다. 그러나 최근에는 비소의 화합물인 '삼산화이비소'가 '급성전 골수성백혈병(acute promyelocytic leukemia)'의 치료에 이용된다. 또 '갈륨비소'는 전자의 이동도가 규소보다 몇 배 크다는 성질을 가져서 휴대 전화의 회로 등에 사용된다. 비소를 비교적 많이 포함한 식물로 '톳'이 있다. 그러나 이것을 먹어도 중독되지는 않는다.
34. 셀레늄, 셀렌(Se, Selenium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 34 |
원자가 전자 수 | 6 |
원자량 | 78.971 |
녹는점 | 217℃(금속) |
끓는점 | 684.9℃(금속, 결정) |
밀도 | 4.79(금속) |
존재도(지구) | 0.05ppm |
존재도(우주) | 62.1 |
존재 장소 | 황화물과 함께 산출 |
발견자 | '베르셀리우스'와 '간(J. Gahn)' |
발견 연도 | 1817sus |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '달의 여신(Selene)'
- 발견시 에피소드: '베르셀리우스'와 '간'은 '텔루륨(Te)'과 매우 비슷한 원소를 발견했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 74Se(0.89%), 76Se(0.37%), 77Se(7.63%), 78Se(23.77%), 80Se(49.61%), 82Se(8.73%)
'셀레늄(Se)'은 반응성이 매우 풍부한 원소로 대부분의 원소와 결합할 수 있다. 인체에도 필요한 미네랄이지만, 지나치게 섭취하면 독성을 나타낸다.
'셀레늄'을 이용한 '비결정성(amorphous)' 셀레늄 막은 야간 촬영용 카메라의 '촬상관(피사체의 광학상을 전기 신호로 바꾸는 특수 전자관)'에 사용된다. 일반적으로 촬상관은 들어온 빛을 영상으로 만들기 위해 일단 빛을 전기 신호로 바꾼다. '비결정성 셀레늄 막' 안에서는 음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 '양공(Electron Hole)'이 가속되고, 그 과정에서 차례차례 새로운 전자·양공을 발생시킨다. 이리하여 보통보다 큰 전하가 생기기 때문에, 들어온 광자 1개에 대해 종래보다 많은 전기 신호를 얻을 수 있어 감도가 좋은 영상을 얻을 수 있다.
35. 브로민, 브롬(Br, Bromine)
- | 데이터 |
양성자 수 | 35 |
원자가 전자 수 | 7 |
원자량 | 79.901~79.907 |
녹는점 | -7.2℃ |
끓는점 | 58.78℃ |
밀도 | 3.1226 |
존재도(지구) | 0.37ppm |
존재도(우주) | 11.8 |
존재 장소 | 취은광 |
발견자 | 발라르(A. Balard, 프랑스) |
발견 연도 | 1825년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 액체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '악취(bromos)'
- 발견시 에피소드: '발라르'는 염분이 많은 호수의 물을 증발시키고 남은 물질을 연구하던 중에 '브로민'을 발견했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 79Br(50.69%), 81Br(49.31%)
'브로민(Br)'은 홑원소 물질로는 자연 속에 존재하지 않고, 광상이나 바닷물에 '브로민화물'로 존재한다. 상온·상압에서는 불쾌한 냄새가 나는 액체이다. '브로민'을 함유한 조개에서 유래하는 선명한 자주색 염료인 '티리언 퍼플'은 로마시대부터 사용되었다. 그 밖에 브로민은 사진의 감광제(Photosensitizer)' 등에도 이용된다.
36. 크립톤(Kr, Krypton)
- | 데이터 |
양성자 수 | 36 |
원자가 전자 수 | 0 |
원자량 | 83.798 |
녹는점 | -156.66℃ |
끓는점 | -152.3℃ |
밀도 | 0.0037493 |
존재도(지구) | 0.00001ppm |
존재도(우주) | 45 |
존재 장소 | 공기 속에 미량 |
발견자 | 램지(영국), 트래버스(영국) |
발견 연도 | 1898년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '숨겨진 것(kryptos)'
- 발견시 에피소드: 끓는점의 차이를 이용해 액체 공기에서 분리해서 얻었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 78Kr(0.355%), 80Kr(2.286%), 82Kr(11.593%), 83Kr(11.500%), 84(56.987%), 86Kr(17.279%)
'크립톤(Kr)'은'비활성 기체'에 속하는 비금속 원소이다. '크립톤'은 '크립톤 전구'에 사용된다. 크립톤 가스는 열을 잘 전달하지 않아 전구 필라멘트의 수명을 연장시키기 때문에 전구 안에 봉입되어 있다. 그 밖에 카메라의 플래시 등에도 이용된다.
37. 루비듐(Rb, Rubidium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 37 |
원자가 전자 수 | 1 |
원자량 | 85.4678 |
녹는점 | 39.31℃ |
끓는점 | 688℃ |
밀도 | 1.532 |
존재도(지구) | 90ppm |
존재도(우주) | 7.09 |
존재 장소 | 라티아 운모 속에 3.15% 포함되어 있다. |
발견자 | 분젠(R. Bunsen, 독일), '키르히호프(G. Kirchhoff, 독일) |
발견 연도 | 1861년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '진한 빨간색(rubidus)'
- 발견 시 에피소드: 리튬이 포함된 운모에서 스펙트럼 측정을 통해 발견되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 81Rb(4.58%), 85Rb(72.17%), 87Rb(27.83%)
'루비듐(Rb)'의 동위원소 '87Rb(루비듐 87)'는 방사성 원소로, 핵붕괴에 의해 베타선을 방출하며 '스트론튬(Sr, 원자번호 38)'으로 변한다. '루비듐 87'은 반감기가 약 490억 년이기 때문에, 수십억 년 전의 연대를 측정하는 '루비듐 - 스트론튬 연대 측정법'에 이용된다. 예컨대 '스트로마톨라이트(Stromatolite)' 등의 연대 측정에 이용된다. 그 밖에 오차가 적은 '루비듐 원자시계'나 '루비듐 발진기'에도 사용된다.
38. 스트론튬(Sr, Strontium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 38 |
원자가 전자 수 | 2 |
원자량 | 87.62 |
녹는점 | 769℃ |
끓는점 | 1384℃ |
밀도 | 2.54 |
존재도(지구) | 370ppm |
존재도(우주) | 23.5 |
존재 장소 | 천청석, 스트론티아나이트 |
발견자 | 크로퍼드(A. Crawford, 영국) |
발견 연도 | 1790년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 광물 '스트론티아나이트'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 스코틀랜드의 광산에서 발견된 광물을 분석하면서 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 84Sr(0.56%), 86Sr(9.86%), 87Sr(7.00%), 88Sr(82.58%)
'스트론튬(Sr)'은 은백색의 연한 금속 원소로 물과 격렬하게 반응한다. '염화스트론튬(SrCl2)'은 연소하면 빨간색을 내므로, 불꽃이나 경계 신호등에 사용된다. 그 밖에 스트론튬의 탄산염이 브라운관이나 디스플레이에 사용하는 유리의 원료로 사용된다.
39. 이트륨(Y, Yttrium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 39 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 88.90584 |
녹는점 | 1522℃ |
끓는점 | 3338℃ |
밀도 | 4.47 |
존재도(지구) | 30ppm |
존재도(우주) | 4.64 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 가돌린(J. Gadolin, 핀란드) |
발견 연도 | 1794년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스웨덴의 마을 '이테르비(Ytterby)
- 발견 시 에피소드: '가돌린'은 가돌린석에서 새로운 산화물 이트리아를 발견했다. '모산데르(C. Mosander)'는 그 산화물을 다시 조사해 3종의 새로운 산화물이 포함되어 있음을 발견했다. 그리고 그중하나의 원소를 '이트륨'이라고 명명했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 89Y(100%)
'이트륨'은 은백색 금속인데 '전성(물질이 얇게 퍼지는 성질)', '연성(물질이 실처럼 늘어나는 성질)'이 없다. 공기 중에서 산화하기 쉽다. 이트륨을 포함한 결정은 결정을 이용한 고체 레이저로 널리 이용된다. 또 이트륨은 하얀색 발광 다이오드를 만드는 재료도 된다.
40. 지르코늄(Zr, Zirconium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 40 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 91.224 |
녹는점 | 1852℃ |
끓는점 | 4377℃ |
밀도 | 6.506 |
존재도(지구) | 190ppm |
존재도(우주) | 11.4 |
존재 장소 | 지르콘, 바델라이트 |
발견자 | 클라프로트(독일) |
발견 연도 | 1789년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 아라비아 어의 '보석의 금색, 지르콘(zargun)'
- 발견시 에피소드: 1789년 클라프로트가 지금의 스리랑카에서 채취한 광물을 조사하다가 지르코늄을 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 90Zr(51.45%), 91Zr(11.22%), 92Zr(17.15%), 94Zr(17.38%), 96Zr(2.80%)
'지르코늄(Zr)'은 내열성, 내식성이 뛰어나기 때문에 다양한 분야에 이용된다. 지르코늄은 천연 금속 가운데 중성자를 흡수하기 가장 어려워서, '원자로(Nuclear Reactor)'의 재료로 사용된다. 또 지르코늄을 포함한 초강도 세라믹은 매우 단단해 식칼이나 가위 등에 사용된다.
41. 나이오븀(Nb, Niobium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 41 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 92.90637 |
녹는점 | 2468℃ |
끓는점 | 4742℃ |
밀도 | 8.57 |
존재도(지구) | 20ppm |
존재도(우주) | 0.698 |
존재 장소 | 컬럼바이트 |
발견자 | 해체트(C. Hatchett, 영국) |
발견 연도 | 1801년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 신화에 나오는 왕 탄탈로스의 딸 '니오베(Niobe)'
- 발견 시 에피소드: 해체트가 흑색 광물 속에서 새로운 원소를 발견하고 '콜룸븀(columbium)'이라고 명명했다. 콜룸븀이 나이오븀에 해당한다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 93Nb(100%)
'나이오븀(Nb)'과 '티타늄(Ti)'의 합금은 극저온 상태에서 초전도체가 되고 가공하기 쉽기 때문에, 자기 부상 열차 등의 전자석에 사용된다.
42. 몰리브데넘, 몰리브덴(Mo, Molybdenum)
- | 데이터 |
양성자 수 | 42 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 95.95 |
녹는점 | 2617℃ |
끓는점 | 4612℃ |
밀도 | 10.22 |
존재도(지구) | 1.5ppm |
존재도(우주) | 2.55 |
존재 장소 | 휘수연석 |
발견자 | 셸레(스웨덴), 옐름(P. Hjelm, 스웨덴) |
발견 연도 | 1778년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '납(molybdos)
- 발견 시 에피소드: 셸레가 휘수연광이라는 광물을 질산으로 녹여 몰리브데넘을 얻었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 94Mo(9.15%), 95(Mo(15.84%), 96Mo(16.67%), 97Mo(9.60%), 98Mo(24.39%), 100Mo(9.82%)
'몰리브데넘(Mo)'을 첨가한 스테인리스강은 항공기나 로켓 엔진 등 기계 재료에 널리 이용된다. 또 식칼 등 날붙이나 공구에도 사용된다. '몰리브데넘' 덕분에 콩과 식물의 뿌리에 공생하는 뿌리혹박테리아가 공기에서 질소를 섭취할 때 필요한 효소가 작용한다.
43. 테크네튬(Tc, Technetium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 43 |
원자가 전자 수 | |
원자량 | |
녹는점 | |
끓는점 | |
밀도 | |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 실질적으로 자연에 존재하지 않는다. |
발견자 | 페리에(C. Perrier, 이탈리아), 세그레(E.Segre, 이탈리아) |
발견 연도 | 1936년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공원소
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '인공(tekhnetos)'
- 발견 시 에피소드: 테크네튬은 사이클로트론으로 가속한 중양성자선을 몰리브데넘에 부딪치게 해 얻은 방사성 원소로서 확인되었다. 최초로 사람의 손으로 만들어진 방사성 원소이다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 99Tc, 99mTc 등 다수
'테크네튬(Tc)'은 자연계에 안정적으로 존재하지 않으며, 인공적으로 만들어진 최초의 원소이다. 테크네튬은 모두 방사성 동위 원소로, 암의 뼈 전이를 조사하는 방사성 진단약으로 사용된다.
44. 루테늄(Ru, Ruthenium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 44 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 101.07 |
녹는점 | 2310℃ |
끓는점 | 3900℃ |
밀도 | 12.37 |
존재도(지구) | 0.001ppm |
존재도(우주) | 1.86 |
존재 장소 | 황화광 |
발견자 | 오산(G. Osann, 독일) |
발견 연도 | 1828년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: '클라우스(K. Klaus, 지금의 에스토니아 출신)'의 조국 라틴 명 '러시아(Ruthenia)'
- 발견 시 에피소드: 오산이 백금광이라는 광물 속에서 발견했다. 1845년에 '클라우스'가 원소를 얻었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 96Ru(5.54%), 98Ru(1.87%), 99Ru(12.76%), 100Ru(12.60%), 101Ru(17.06%), 102Ru(31.55%), 104Ru(18.62%)
'루테늄(Ru)'은 하드디스크 원반의 자성층에 사용되어 기억력 증대에 공헌한다. 이 하드디스크의 층은 '요정의 먼지(Pixie Dust)'라고도 불린다. 또 '루테늄 도금'은 장식품 등에도 사용된다. 이 밖에 유기 분자의 좌우형 가운데 어느 한 분자만을 선택적으로 합성할 때 '루테늄'을 포함한 촉매를 사용된다.
45. 로듐(Rh, Rhodium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 45 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 102.90550 |
녹는점 | 1966℃ |
끓는점 | 3695℃ |
밀도 | 12.41 |
존재도(지구) | 0.00002ppm |
존재도(우주) | 0.344 |
존재 장소 | 황화광 |
발견자 | 울러스턴(H. Wollaston, 영구) |
발견 연도 | 1803년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '장미(rhodon)'
- 발견 시 에피소드: 백금광이라는 광물을 '왕수(진한 황산과 진한 질산의 혼합액)'에 녹여 팔라듐과 함께 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 103Rh(100%)
'로듐(Rh)'은 단단하고 내식성·내마모성이 뛰어나며 아름다운 광택이 있기 때문에 금속이나 유리의 장식용 도금으로 사용된다. 자연계에 아주 적은 양이 존재하지만, 산업용은 백금이나 구리 등을 정련할 때 부산물로 나온다. 또 배기가스 속의 질소 산화물을 분해하는 성질이 있어 자동차 엔진에 촉매로 사용된다.
46. 팔라듐(Pd, Palladium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 46 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 106.42 |
녹는점 | 1552℃ |
끓는점 | 3140℃ |
밀도 | 12.02 |
존재도(지구) | 0.00006ppm |
존재도(우주) | 1.39 |
존재 장소 | 황화광 |
발견자 | 울러스턴(영국) |
발견 연도 | 1803년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 소행성 '팔라스(Pallas)'
- 발견 시 에피소드: 백금광이라는 광물을 '왕수(진한 황산과 진한 질산의 혼합액)'에 녹여 로듐과 함께 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
팔라듐 합금은 수소를 흡수하는 능력이 뛰어나며 통과시키는 능력이 있기 때문에 수소의 정제에 이용된다. 팔라듐 합금은 자신의 부피의 900배 이상의 수소를 흡수할 수 있어, 앞으로 수소 사회에서의 이용이 기대된다. 그 밖에 장식품, 전자 기기의 부품이나 치과 의료에도 이용된다.
47. 은(Ag, Silver)
- | 데이터 |
양성자 수 | 47 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 107.8682 |
녹는점 | 951.93℃ |
끓는점 | 2212℃ |
밀도 | 10.500 |
존재도(지구) | 0.07ppm |
존재도(우주) | 0.486 |
존재 장소 | 자연 은, 휘은석 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 앵글로색슨 어의 '은(sioltur)'
- 발견 시 에피소드: 옛날부터 알려져 있던 원소의 하나
- 주요 화합물: 산화은(AG2O), 질산은(AGNO3), 황산은(AG2SO4), 불화은(AgF), 브로민화은(AgBr), 아이오딘화은(AgI), 크로뮴산은(AgCrO4), 염화은(AgCl), 황화은(Ag2S)
- 주요 동위 원소: 107Ag(51.839%), 109Ag(48.161%)
'은(Ag)'은 고대부터 은화, 장식품, 식기 등으로 이용되었다. 은으로 된 기구를 사용하면 비소가 들어 있음을 알 수 있다. '은'은 황과 반응하면 검은색 '황화은'이 되기 때문이다. 중세에 독극물로 이용되던 비소는 순도가 낮고 황화물이 포함되어 있었따.
현대에 이용되는 은 화합물 가운데 널리 알려진 것 중에는 '브로민화은'이 있다. 사진 필름의 원리는 브로민화은이 빛을 받아 일어나는 화학 반응을 응용한 것이다. 필름 표면에는 브로민화은 입자를 포함한 유제가 약 20μm의 두께로 일정하게 칠해져 있다. '브로민화 입자'는 '은 이온'과 '브로민 이온'으로 이루어진 이온 결정이다. 필름에 빛이 닿으면 '브로민 이온'에서 전자가 튀어나온다. 이 전자와 은 이온이 결합하면 은 원자의 검은 점이 생긴다. 그리고 현상 과정에서 차츰 '은 원자'가 늘어나 눈에 띌 정도의 검은 점이 된다. 현상된 필름을 확대하면, 영상은 조그만 은의 점으로 구성되어 있음을 알 수 있다.
48. 카드뮴(Cd, Cadmium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 48 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 112.414 |
녹는점 | 321.0℃ |
끓는점 | 765℃ |
밀도 | 7.31 |
존재도(지구) | 0.11ppm |
존재도(우주) | 1.61 |
존재 장소 | 인듐동광, 인다이트 |
발견자 | 라이히(F. Reich, 독일), 리히터(H. Richter, 독일) |
발견 연도 | 1863년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 'cadmia(철에 섞인 산화아연)'이 어원이다.
- 발견 시 에피소드: '섬아연석'의 발광 스펙트럼을 측정했더니 남색 선이 발견되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 106Cd(1.25%), 108Cd(0.89%), 110Cd(12.49%), 111Cd(12.80%), 112Cd(24.13%), 113Cd(12.22%), 114Cd(28.73%), 116Cd(7.49%)
'수산화카드뮴[Cd(Oh)2]'은 '니켈카드뮴' 전지의 전극 재료로 이용된다. '니켈카드뮴 전지'란 '양극'에 '니켈(Ni)'를 사용, 음극에 '카드뮴(Cd)'을 사용한 전지이다. '니켈카드뮴 전지'는 수명이 길며 수천 회의 충전과 방전을 할 수 있다. 또 공기 속에서 안정되기 때문에 도금으로도 이용된다. 그림 도구나 페인트 등에도 사용되는 선명한 노란색 '카드뮴 엘로'는 '황화카드뮴(CdS)'으로 만든다.
49. 인듐(In, Indium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 49 |
원자가 전자 수 | 3 |
원자량 | 114.818 |
녹는점 | 156.6℃ |
끓는점 | 2080℃ |
밀도 | 7.31 |
존재도(지구) | 0.049ppm |
존재도(우주) | 0.184 |
존재 장소 | 인듐동광, 인다이트 |
발견자 | 라이히(F. Reich, 독일), 리히터(H. RIchter, 독일) |
발견 연도 | 1863년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 휘선 스펙트럼의 색깔이 '남색'인 데서 유래. '남색'을 라틴 어로 'Indicum'라고 한다.
- 발견 시 에피소드: '섬아연석'의 발광 스펙트럼을 측정했더니 남색 선이 발견되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 113In(4.29%), 115In(95.71%)
'인듐(In)'은 연한 은백색 금속이다. 공기 속에서는 산화막의 피막으로 덮여 있어 안정적으로 존재하며, 반도체 재료로 이용된다. 또 인듐 화합물인 '산화인듐'은 전도성을 지니면서 투명하기 때문에, 컴퓨터나 TV의 액정 디스플레이 전극에 사용된다.
50. 주석(Sn, Tin)
- | 데이터 |
양성자 수 | 50 |
원자가 전자 수 | 4 |
원자량 | 118.710 |
녹는점 | 231.97℃ |
끓는점 | 2270℃ |
밀도 | 5.75(α) |
존재도(지구) | 2.2ppm |
존재도(우주) | 3.82 |
존재 장소 | 주석석 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 'stannum'에서 유래. '납과 은의 합금'을 라틴 어로 'Indicum'라고 한다.
- 발견 시 에피소드: 구리와의 합금인 청동으로 기원전 3000년 무렵부터 알려져 있었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 112Sn(0.97%), 114Sn(0.66%), 115Sn(0.34%), 116Sn(14.54%), 117Sn(7.68%), 118Sn(24.22%), 119Sn(8.59%), 120Sn(32.58%), 122Sn(4.63%)
'주석(Sn)'은 자연에 10종이나 되는 많은 동위 원소가 있다. 주석과 구리의 합금이 '청동(Bronze)'이다. '청동'은 고대부터 알려져 있어서, 철이 보급되기 전에 '청동기 시대'가 있었다. 가공하기 쉽고 독특한 샊갈과 음향에 끌려 지금도 미술품이나 종 등에 사용된다. 얇은 철판에 주석을 도금한 것을 '양철(tin plate)'이라고 한다. '내식성(금속 부식에 대한 저항력)'이 좋은 주석은 철을 보호하는 역할을 한다. '양철'은 '통조림 캔'과 오래전부터 '장난감' 등에 사용되었다. 또 '주석과 납의 합금'은 '땜납'으로서 콘덴서나 트랜지스터 등의 회로 조립에 사용된다. '땜납(Solder)'이란 금속의 납땜용으로 사용되는 물질로, 녹는점이 낮은 함금을 말한다.
51. 안티모니, 안티몬(Sb, Antimony)
- | 데이터 |
양성자 수 | 51 |
원자가 전자 수 | 5 |
원자량 | 121.760 |
녹는점 | 630.63℃ |
끓는점 | 1635℃ |
밀도 | 6.691 |
존재도(지구) | 0.2ppm |
존재도(우주) | 0.309 |
존재 장소 | 휘안석 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '고독을 싫어한다(안티모노스)'
- 발견 시 에피소드: 예로부터 알려져 있던 원소의 하나
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 121Sb(57.21%), 123Sb(42.79%)
'안티모니 화합물'은 예로부터 여성의 '아이섀도(Eye shadow, 위 눈꺼풀에 칠하여 눈매를 돋보이게 하는 색조화장품)' 등에 사용되었다. 또 현재는 납축전지의 전극이나 반도체 재료에 사용된다. 또 '삼산화안티모니(Sb2O3)'는 '방염재(불에 타지 않도록 화학적 처리 따위를 한 재료)'의 하나로 커튼 등의 섬유에 포함되어 있으며, 플라스틱이나 고무 제품이 잘 타지 않게 하기 위해 첨가된다.
52. 텔루륨, 텔루르(Te, Tellurium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 52 |
원자가 전자 수 | 6 |
원자량 | 127.60 |
녹는점 | 449.5℃ |
끓는점 | 990℃ |
밀도 | 6.24 |
존재도(지구) | 0.005ppm |
존재도(우주) | 4.81 |
존재 장소 | 실바나이트, 캘러버라이트 |
발견자 | 뮐러(F. Mueller, 오스트리아) |
발견 연도 | 1782년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '지구(tellus)'
- 발견 시 에피소드: 뮐러가 금의 광석 속에서 미지의 원소를 발견했지만 '안티모니'와 구별할 수 없었다. 나중에 '클라프로트'가 홑원소 물질의 금속으로 추출에 텔루륨이라고 명명했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 120Te(0.09%), 122Te(2.55%), 123Te(0.89%), 124Te(4.74%), 125Te(7.07%), 126Te(18.84%), 128Te(31.74%), 130Te(34.08%)
'텔루륨(Te)'은 반금속으로 공기 중에서 연소한다. 인체에 독성이 있는 것으로 확인된다. 텔루륨은 도자기나 유리 등의 착색제로 이용된다. 또 텔루륨은 열에 의해 결정과 비결정의 '상(Phase)' 변화가 가능하다. 따라서 새로 기록할 수 있는 DVD 등의 기록막에 사용된다.
53. 아이오딘, 요오드(I, Iodine)
- | 데이터 |
양성자 수 | 53 |
원자가 전자 수 | 7 |
원자량 | 126.90447 |
녹는점 | 113.5℃ |
끓는점 | 184.3℃ |
밀도 | 4.93 |
존재도(지구) | 0.14ppm |
존재도(우주) | 0.90 |
존재 장소 | 바닷물, 해조류 |
발견자 | 쿠르투아(B. Courtois, 프랑스) |
발견 연도 | 1811년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '자주색(ioeides)'
- 발견 시 에피소드: 해조류의 재의 용액을 황산으로 처리해 어두운 적색 결정을 얻었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 127I(100%)
'아이오딘(I)'은 살균 작용이 있기 때문에, 소독약으로 사용되는 '요오드팅크(Iodine Tincture)'의 재료로 사용된다. 인체에는 필 수 미네랄의 하나로, '갑상샘 호르몬(Thyroid Hormone)'이 아이오딘 화합물이므로 갑상샘에는 반드시 필요하다. '아이오딘'이 부족하면 갑상샘 장애 등의 원인이 된다. '아이오딘'은 해조류에 많이 들어 있다.
54. 제논, 크세논(Xe, Xenon)
- | 데이터 |
양성자 수 | 54 |
원자가 전자 수 | 0 |
원자량 | 131.293 |
녹는점 | -111.9℃ |
끓는점 | -107.1℃ |
밀도 | 0.0058971 |
존재도(지구) | 0.000002ppm |
존재도(우주) | 4.7 |
존재 장소 | 공기 중에 아주 적은 양 |
발견자 | 램지(영국), 트래버스(영국) |
발견 연도 | 1898년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '낯설다(xenos)'
- 발견시 에피소드: 대량의 크립톤에서 분리해서 발견했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 124Xe(0.10%), 126Xe(0.09%), 128Xe(1.91%), 129Xe(26.40%), 130Xe(4.07%), 131Xe(21.23%), 132Xe(26.90%), 134Xe(10.44%), 136Xe(8.86%)
'제논 가스'를 사용한 '제논 램프(Xenon Lamp)'는 자외선이 나오지 않기 때문에, '인공 선탠' 등에 사용된다. 또 제논은 '이온 엔진'의 추진제로 이용된다. '이온 엔진(Ion Engine)'은 제논을 고속으로 분사하고 그 반동에 의한 추진력을 얻는다. 일본의 탐사선 '하야부사 2호(Hayabusa 2)'에는 제논을 추진제로 하는 '이온 엔진'을 탑재하였다.
55. 세슘(Cs, Caesium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 55 |
원자가 전자 수 | 132.90545 |
원자량 | 28.4 |
녹는점 | 333℃ |
끓는점 | 333℃ |
밀도 | 1.873 |
존재도(지구) | 3ppm |
존재도(우주) | 0.372 |
존재 장소 | 폴루사이트, 리티아 운모 |
발견자 | 분젠(독일), 키르히호프(독일) |
발견 연도 | 1860년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '푸른 하늘(caesius)'
- 발견시 에피소드: 독일 뒤르크하임 광천의 대량의 물을 농축해 리튬 등을 제거한 후 분광 분석해서 발견했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 133Cs(100%)
'세슘(Cs)'은 알칼리 금속에 속하는 금속 원소로 은백색이며 연한 특징을 지닌다. 상온 대기 중에서 산화되어 물과 격렬하게 반응한다. '세슘'은 원자시계에 이용된다. 세슘이 진공 용기 안에서 상승과 낙하를 반복함으로써 매우 정확하게 1초를 잴 수 있다. 세슘 원자 시계는 2000만 년에 1초도 어긋나지 않을 만큼 정확하다. '세슘 원자시계'는 'GPS(위성 위치 확인 시스템)'에도 사용된다.
56. 바륨(Ba, Barium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 56 |
원자가 전자 수 | 2 |
원자량 | 137.327 |
녹는점 | 729℃ |
끓는점 | 1637℃ |
밀도 | 3.594 |
존재도(지구) | 500ppm |
존재도(우주) | 4.49 |
존재 장소 | 중정석, 위더라이트 |
발견자 | 데이비(영국) |
발견 연도 | 1808년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '무거운(barys)'
- 발견 시 에피소드: 바륨을 포함한 광물은 17세기부터 알려져 있었다. 데이비가 홑원소 물질 금속을 만들어냈다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 130Ba(0.106%), 132Ba(0.101%), 134Ba(2.417%), 135Ba(6.592%), 136Ba(7.854%), 137Ba(11.232%), 138Ba(71.698%)
'바륨(Ba)'은 공기 중에서 산화하기 쉽고 물이나 알코올 등과도 반응하기 때문에 석유 속에 보존한다. 또 불꽃 반응으로 초록색을 나타내기 때문에 불꽃 등에 이용된다. '바륨'은 전자를 많이 가지고 있어서 X선이 통과하기 어렵다. 그 성질을 이용해 '위(Stomach)'의 X선 검사에 '황산바륨(BaSO4)''을 '조영제(검사나 시술 시 특정 조직이나 혈관이 잘 보이도록 인체의 투여하는 약물)'로 이용한다. '황산바륨' 이외의 대부분의 바륨 화합물은 독성이 강하다.
57. 란타넘, 란탄(La, Lanthanum)
- | 데이터 |
양성자 수 | 57 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 138.90547 |
녹는점 | 921℃ |
끓는점 | 3457℃ |
밀도 | 6.145 |
존재도(지구) | 32ppm |
존재도(우주) | 0.4460 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 모산데르(스웨덴) |
발견 연도 | 1839년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '숨는다(lanthanein)'
- 발견시 에피소드: '세리아'라는 세륨의 산화물에서 란타넘의 산화물을 분리했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 138La(0.088%), 139La(99.911%)
'란타넘(La)'은 형광체, 레이저, 황이나 산소의 센서, 세라믹, 세라믹 콘덴서, 영구 자석, 라이터 돌 등에 이용된다. '란타넘'을 사용한 광학 렌즈로는 왜곡이 없는 영상을 얻을 수 있다.
'란타넘(La)'과 '니켈(Ni)'의 합금에는 수소를 흡수 저장하는 기능이 있다. 이 특성을 이용해 '연료 전지(Fuel Cell)'의 연료인 '수소'를 안전하게 저장하는 용기로 사용될 수 있다. 예컨대 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 이용될 수 있다.
58. 세륨(Ce, Cerium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 58 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 140.116 |
녹는점 | 799℃ |
끓는점 | 3426℃ |
밀도 | 8.24(α) |
존재도(지구) | 68ppm |
존재도(우주) | 1.136 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 베르셀리우스(스웨덴), 히싱에르(스웨덴) |
발견 연도 | 1803년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 1801년에 발견된 소행성 '세레스(Ceres)'에서 따옴
- 발견시 에피소드: 스웨덴산 광물 세라이트에서 추출한 산화물 세리아로부터 분리.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 136Ce(0.185%), 138Ce(0.251%), 140Ce(88.450%), 142Ce(11.114%)
'산화세륨'은 자외선 흡수 효과가 있기 때문에, 선글라스의 렌즈나 자동차 창에 집어넣는다. 또 세륨과 산소의 강한 결합에 의해 유리의 '연마제(물체의 겉면을 윤이 나게 닦는 데에 쓰는 약)'로도 사용된다. 그리고 유리의 불순물을 산화해 투명도가 유리를 만들 수도 있다. 그 밖에 '산화세륨'은 새로운 색을 내는 도자기의 '유약(도자기의 몸에 덧씌우는 약)'으로 사용된다. 또 하얀색 발광 다이오드, 브라운관의 파란색 형광체, 도가니 등에 이용된다.
59. 프라세오디뮴(Pr, Praseodymium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 59 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 140.90765 |
녹는점 | 931℃ |
끓는점 | 3512℃ |
밀도 | 6.773 |
존재도(지구) | 9.5ppm |
존재도(우주) | 0.1669 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 아우어(C. Auer, 오스트리아) |
발견 연도 | 1885년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '부추(prasisos)'와 '쌍둥이(didymos)'
- 발견 시 에피소드: 산화물 '세리아'에서 분리한 다음 '디디뮴(네오디뮴과 프라세오디뮴의 합금)'을 두 성분으로 나누고, 한 성분에 프라세오디뮴이라고 명명했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 141Pr(100%)
'프라세오디뮴(Pr)'은 본래 하얀색 금속이지만, 상온의 공기 중에서는 표면이 산화되어 노란색이 된다. 도자기를 노란색이나 황록색으로 착색하는 '유약(도자기의 몸에 덧씌우는 약)', 영구자석인 '프라세오디뮴 자석' 등에 이용된다. '프라세오디뮴 자석'은 물리적 강도가 높고, 구멍을 파는 가공을 하고, 가열하거나 구부릴 수 있으며, 녹이 잘 슬지 않는다.
60. 네오디뮴(Nd, Neodymium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 60 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 144.24 |
녹는점 | 1021℃ |
끓는점 | 3068℃ |
밀도 | 7.007 |
존재도(지구) | 38ppm |
존재도(우주) | 0.8279 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 아우어 |
발견 연도 | 1885년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 -고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '새로운(neo)'과 '쌍둥이(didymos)'
- 발견시 에피소드: 산화물 '세리아'에서 분리한 다음 '디디뮴(Didymium, 네오디뮴과 프라세오디뮴의 합금)'을 두 성분으로 나누고, 한 성분에 네오디뮴이라고 명명했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 142Nd(27.15%), 143Nd(12.17%), 144Nd(23.79%), 145Nd(8.29%), 146Nd(17.18%), 148Nd(5.75%), 150Nd(5.63%)
산화물 '세리아'에서 분리한 다음 '디디뮴(Didymium, 네오디뮴과 프라세오디뮴의 합금)'을 두 성분으로 나누고, 한 성분에 '네오디뮴(Nd)'이라고 명명했다. 네오디뮴은 은백색 금속이다.
네오디뮴에 철을 넣으면, 철의 자기뿐 아니라 네오디뮴의 자기까지 같은 방향으로 고정된다. 따라서 전체적으로 큰 자기력을 얻을 수 있다. 공업적으로 중요한 이용 방법으로는 강력 영구 자석인 '네오디뮴 자석'이 있다. 또 '네오디뮴 자석'은 스피커에 내장되어, 전기 신호를 진동으로 바꾸는 역할도 한다. 또 '레이저', '세라믹 콘덴서' 등에도 이용된다.
61. 프로메튬(Pm, Promethium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 61 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (145) |
녹는점 | 1168℃ |
끓는점 | 2700℃ |
밀도 | 7.22 |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | - |
발견자 | 마린스키, 글렌데닌, 커리엘 |
발견 연도 | 1947년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공원소
- 원소 이름의 유래: 그리스 신화의 신 '프로메테우스(prometheus)'
- 발견 시 에피소드: 우라늄광에 포함된 핵분열 생성물 중에서 분리해 새로운 원소임을 확인했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'프로메튬(Pm)' 홑원소 물질은 은백색 금속 결정으로 모두 '방사성 동위 원소'이다. 자연 상태에서는 우라늄 광석 중에 극히 적은 양이 존재한다. '프로메튬'은 원자력 전지의 연료로 이용된다. 방사선을 전기 에너지로 변화하는 '원자력 전지(Atomic Cell)'는 장시간 사용할 수 있다. 따라서 태양광이 약한 장소에서 활약하는 우주 탐사선의 전원 등으로 사용된다.
62. 사마륨(Sm, Samarium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 62 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 150.36 |
녹는점 | 1077℃ |
끓는점 | 1791℃ |
밀도 | 7.52 |
존재도(지구) | 7.9ppm |
존재도(우주) | 0.2582 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 부아보드랑(프랑스) |
발견 연도 | 1879년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 러시아, 우랄 지방에서 산출되는 '사마스카이트(Samarskite)'
- 원소 이름의 유래: 러시아, 우랄 지방에서 산출되는 '사마스카이트(samarskite)'
- 발견시 에피소드: 광물 사마스카이트에서 추출했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 144Sm(3.07%), 147Sm(14.99%), 148Sm(11.24%), 149Sm(13.82%), 150Sm(7.38%), 152Sm(26.75%), 154Sm(22.75%)
'사마륨(Sm)'은 주로 영구 자석에 사용된다. 공업적으로 사용되는 자석으로는 '네오디뮴 자석'이 있는데, '네오디뮴 자석'은 철을 주성분으로 하기 때문에 녹슬기 쉽다. 반면 '사마륨-코발트 자석을 포함한 자석'은 비싸기 때문에 시계 등의 소형 용도가 중심이다. '사마륨-코발트 자석'은 잘 변질되지 않는 영구자석이라서, 자동차 엔진의 배기가스에 포함된 이산화탄소를 수소화하는 촉매 등으로 이용된다.
또 방사성 원소인 '사마륨 147'은 반감기가 1080억 년으로 아주 길어, 태양계의 형성기 등 매우 오랜 시대의 연대 측정에도 이용할 수 있다.
63. 유로퓸(Eu, Europium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 65 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 151.964 |
녹는점 | 822℃ |
끓는점 | 1597℃ |
밀도 | 7.9 |
존재도(지구) | 2.1ppm |
존재도(우주) | 0.0973 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 드 마리냐크(J. de Marignac, 스위스) |
발견 연도 | 1880년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 희토류 원소 연구의 개척자 '가돌린(Gadolin)'
- 발견 시 에피소드: 사마스카이트에서 2종의 원소릴 분리. 하나는 사마륨이 되고, 다른 하나는 가돌리늄이 되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 152Gd(0.20%), 154Gd(2.18%), 155Gd(14.80%), 156Gd(20.47%), 157Gd(15.65%), 158Gd(24.84%), 160Gd(21.86%)
'유로품(Eu)'은 희토류 원소의 하나로, 브라운관의 빨간색 형광체로 사용된다. 과거에 '휘도 컬러'라고 부르던 TV 브라운관은 유로품 등의 희토류를 사용하던 것과 연관이 있다. 자연색에 더 가깝게 보이는 형광등의 형광체 등에도 사용된다.
64. 가돌리늄(Gd, Gadolinium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 64 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 157.25 |
녹는점 | 1313℃ |
끓는점 | 3266℃ |
밀도 | 7.9 |
존재도(지구) | 7.7ppm |
존재도(우주) | 0.3300 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 드 마리냐크(J. de Marignac, 스위스) |
발견 연도 | 1880년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 희토류 원소 연구의 개척자 '가돌린(Gadolin)'
- 발견 시 에피소드: 사마스카이트에서 2종의 원소를 분리하였는데, 하나는 '사마륨(Sm)'이 되고 다른 하나는 '가돌리늄(Gd_'이 되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 152Gd(0.20%), 154Gd(2.18%), 155Gd(14.80%), 156Gd(20.47%), 157Gd(15.65%), 158Gd(24.80%), 160Gd(21.86%)
'가돌리늄(Gd)'은 상온에서도 높은 자성을 지니다. 따라서 예전에는 '광자기 디스크(Optical Magnetic Disk)'의 기록층에서 사용되었다. 원소의 특성을 살린 '자기 냉동법'이 개발되었다. 또 '가돌리늄'은 '원자로'의 중성자를 흡수하는 제어 재료로도 이용되고, 'MIR(자기 공명 영상)' 등 영상의 농도를 강조하는 '조영제(검사나 시술 시 특정 조직이나 혈관이 잘 보이도록 인체에 투여하는 약물)'로 사용된다.
65. 터븀, 테르븀(Tb, Terbium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 65 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 158.92534 |
녹는점 | 1356℃ |
끓는점 | 3123℃ |
밀도 | 8.229 |
존재도(지구) | 1.1ppm |
존재도(우주) | 0.0603 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 모산데르(스웨덴) |
발견 연도 | 1843년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스웨덴의 시골 마을 '이테르비(Ytterby)'
- 발견시 에피소드: 이트리아를 3개의 성분으로 나누고, 그 가운데서 새로운 원소 터븀을 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 159Tb(100%)
'터븀(Tb)'은 TV 등의 초록색 형광체나 광자기의 재료에 사용된다. 또 X선 촬영의 감도를 올리는 '증감제(필름의 감도를 높이거나 색조를 좋게 하기 위해 쓰는 약품)'로도 이용된다. '터븀을 포함한 합금'은 '자기 변형'의 효과가 크다. '자기 변형(Autoplsty)'이란 자기화 방향으로 늘어나거나 줄어드는 것을 말한다. 이것을 이용해 예전에는 프린터의 글자를 찍는 헤드 부분에 많이 이용되었다.
66. 디스프로슘(Dy, Dysprosium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 66 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 162.500 |
녹는점 | 1412℃ |
끓는점 | 2562℃ |
밀도 | 8.55 |
존재도(지구) | 6ppm |
존재도(우주) | 0.3942 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 보아보드랑(프랑스) |
발견 연도 | 1886년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '얻기 어려운(dysprositos)'
- 발견 시 에피소드: 흡수 스펙트럼 측정을 통해 홀뮴 화합물에 다른 원소가 섞여 있음을 알고 새로운 원소로 명명.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 156Dy(0.06%), 158Dy(0.10%), 160Dy(2.33%), 161Dy(18.89%), 162Dy(25.47%), 163Dy(24.89%), 164Dy(28.60%)
'디스프로슘(Dy)'은 빛 에너지를 모아 발광하기 때문에 야광 도료로 이용된다. 또 '납(Pb)'과 '디스프로슘(Dy)'의 합금은 원자로에서 사용이 끝난 핵연료의 방사선 차폐제로 사용된다. 또 '디스프로슘'은 하이브리드 자동차의 내열성 '네오디뮴 자석'에도 포함되어 있다.
67. 홀뮴(Ho, Holmium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 67 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 164.93033 |
녹는점 | 1474℃ |
끓는점 | 2695℃ |
밀도 | 8.795 |
존재도(지구) | 1.4ppm |
존재도(우주) | 0.0889 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 클레베(P. Cleve, 스웨덴) |
발견 연도 | 1879년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스톡홀름의 옛 이름인 '홀미아(Holmia)'에서 따옴
- 발견시 에피소드: '산화어븀(Er2O3)'에 포함되어 있던 2종의 산화물을 분리. 그 가운데 하나를 산화홀륨이라고 이름 지었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 165Ho(100%)
'홀뮴(Ho)'은 의료 분야의 '레이저 치료기'에 이용된다. '홀뮴'에 닿은 빛이 반사해 '레이저 발진기' 안에서 증폭되어 '레이저광'으로 방출된다. 다른 레이저에 비하면 생기는 열이 적어 환부의 손상이 억제된다. '홀뮴 레이저'를 사용한 치료에는 결석의 파괴나 '전립샘 절제술'이 잘 알려져 있다.
68. 어븀, 에르븀(Er, Erbium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 68 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 167.259 |
녹는점 | 1529℃ |
끓는점 | 2863℃ |
밀도 | 9.066 |
존재도(지구) | 3.8ppm |
존재도(우주) | 0.2508 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 모산데르(스웨덴) |
발견 연도 | 1843년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스웨덴의 시골 마을 '이테르비(Ytterby)'
- 발견 시 에피소드: 이트리아 속에 포함되어 있던 어븀을 분리했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 162Er(0.14%), 164Er(1.60%), 166Er(33.50%), 167Er(22.87%), 168Er(26.98%), 170Er(14.91%)
'어븀(Er)'은 광섬유로 이용된다. 어븀은 장거리 광통신에서도 빛에너지를 약해짐 없이 전할 수 있다. 또 '산화어븀(Er2O3)'은 유리의 착색제로 사용된다.
69. 툴륨(Tm, Thulium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 69 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 168.93421 |
녹는점 | 1545℃ |
끓는점 | 1950℃ |
밀도 | 9.321 |
존재도(지구) | 0.48ppm |
존재도(우주) | 0.378 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 클레베(스웨덴) |
발견 연도 | 1879년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스칸디나비아의 옛 이름 '툴레(Thule)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 순도가 낮은 어븀에서 홀뮴과 함께 단리되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 169Tm(100%)
'툴륨(Tm)'은 '방사선량계(방사선량을 측정하기 위한 기구)'에 이용된다. 방사선을 받은 다음 가열하면 툴륨은 형광을 방출한다. 그밖에 툴륨은 '레이저'나 '광섬유'에도 이용된다.
70. 이터븀, 이테르븀(Yb, Ytterbium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 70 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 173.04 |
녹는점 | 824℃ |
끓는점 | 1193℃ |
밀도 | 6.965 |
존재도(지구) | 3.3ppm |
존재도(우주) | 0.2479 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 드 마리냐크(스위스) |
발견 연도 | 1878년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스웨덴의 시골 마을 '이테르비(Ytterby)'
- 발견 시 에피소드: 순도가 낮은 어븀에서 단리되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 168Tb(0.12%), 170Yb(2.98%), 171Yb(14.09%), 172Yb(21.68%), 173Yb(16.10%), 174Yb(32.03%), 176Yb(13.00%)
'이터븀(Yb)'은 광물인 '가돌린석'에 포함되어 있다. '가돌린석'은 '이터븀(Yb)' 외에도 '세륨(Ce)'이나 '란타넘(La)', '네오디뮴(Nd)' 등을 포함하고 있는 매우 진귀한 광물이다. '이터븀'의 이름은 가돌린석이 산출되는 스웨덴의 마을 '이테르비(Ytterby)'에서 따 왔다. '이터븀'은 '유리를 황록색으로 착색하기 위한 색소', '레이저', '콘덴서', '합금 첨가제' 등에 이용된다.
71. 루테튬(Lu, Lutetium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 71 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 174.967 |
녹는점 | 1663℃ |
끓는점 | 3395℃ |
밀도 | 9.84 |
존재도(지구) | 0.5ppm |
존재도(우주) | 0.0367 |
존재 장소 | 모나자이트, 바스트네사이트 |
발견자 | 아우어(C. Auer, 오스트리아) |
발견 연도 | 1905년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 파리의 옛 이름 '루테시아(Lutecia)'에서 따옴
- 발견 시 에피소드: 복수의 인물이 거의 동시에 발견한 것으로 알려져 있다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 175Lu(97.40%), 176Lu(2.60%)
'루테튬(Lu)'은 '툴륨(Tm)'과 함께 지구상에서 양이 적은 희로튜이다. '루테튬'은 '양전자 단층 촬영' 장치의 신틸레이터에 사용되고, '루테튬의 방사성 동위 원소'는 연대 측정에 사용된다. 하지만 '루테튬'은 분리하는 데 많은 노력이 들고 가격적인 문제도 있어, 공업적으로는 거의 이용되지 않는 편이다.
72. 하프늄(Hf, Hafnium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 72 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 178.49 |
녹는점 | 2230℃ |
끓는점 | 5197℃ |
밀도 | 13.31(고체) |
존재도(지구) | 5.3ppm |
존재도(우주) | 0.154 |
존재 장소 | 지르콘, 바델라이트 |
발견자 | 코스터(D. Coster, 네덜란드), 헤베시(G. Hevesy, 헝가리) |
발견 연도 | 1924년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 코펜하겐의 라틴어 명 '하프니아(Hafnia)'
- 발견시 에피소드: '하프늄(Hf)'과 '지르코늄(Zr)'의 성질이 매우 비슷한 점에서 지르코늄과 분리와 어려워 발견이 늦어졌다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 174Hf(0.16%), 176Hf(5.26%), 177Hf(18.60%), 178Hf(27.28%), 179Hf(13.62%), 180Hf(35.08%)
'하프늄(Hf)'은 홑원소 물질 상태에서는 은색의 무거운 금속으로 '연성'이 풍부하다. '하프늄(Hf)'은 '중성자 흡수율'이 높기 때문에, '원자로(Nuclear Reactor)'의 '제어봉(원자로의 노심에 넣었다 뺐다 하여 핵연료의 반응도를 조절하는 작용을 하는 막대)'에 사용된다. '하프늄(Hf)'은 '지르코늄(Zr)'과 화학적 성질이 비슷해 이 둘을 분리하기가 매우 어렵다. 그러나 지르코늄의 '중성자 흡수율'이 낮은 것은 하프늄과 대조적이다.
73. 탄탈럼(Ta, Tantalum)
- | 데이터 |
양성자 수 | 73 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 180.9479 |
녹는점 | 2996℃ |
끓는점 | 5425℃ |
밀도 | 16.654 |
존재도(지구) | 2ppm |
존재도(우주) | 0.0207 |
존재 장소 | 컬럼바이트, 이트로탄탈라이트 |
발견자 | 에케베리(A. Ekeberg, 스웨덴) |
발견 연도 | 1802년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 신화의 '프리기아(Phrygia)'의 왕 '탄탈로스(Tantalos)'
- 발견 시 에피소드: '에케베리'가 발견한 것은 성질이 매우 비슷한 '나이오븀(Nb)'과의 혼합물이었음이 나중에 판명되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 180Ta(0.012%), 181Ta(99.988%)
'탄탈럼(Ta)'의 홑원소 물질은 광택이 있는 회색 금속으로 겉보기에는 백금과 비슷하다. 단단하고 연성이 뛰어나 가공하기 쉽다. 또 홑원소 물질 중에는 셋째로 녹는점이 높으며 산성에 견디는 성질이 매우 강하다. '탄탈럼'은 인체에 무해한 금속이기 때문에 인공뼈나 임플란트 치료에 사용된다. 단, 임플란트 치료에서 주된 재료는 '티타늄(Ti)'이다. 임플란트 치료에서는 '픽스처(Fixture)'라고 하는 '탄탈럼'이나 '티타늄'을 포함한 나사로 턱에 고정시킨다. 그 밖에 '탄탈럼'은 전해 콘덴서 등의 전자 부품으로 휴대 전화나 PC 등 소형 전자 기기 등에 사용된다.
74. 텅스텐(W, Tungsten)
- | 데이터 |
양성자 수 | 74 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 183.84 |
녹는점 | 3410℃ |
끓는점 | 5657℃ |
밀도 | 19.3 |
존재도(지구) | 1ppm |
존재도(우주) | 0.133 |
존재 장소 | 철망가니즈중석, 회중석 |
발견자 | 셸레(스웨덴) |
발견 연도 | 1781년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 스웨덴 어로 '무거운 돌(tungsten)'
- 발견 시 에피소드: '회중석'이라는 광석에서 새로운 산화물을 분리했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 180W(0.12%), 182W(26.50%), 183W(14.31%), 184W(30.64%), 186W(28.43%)
'텅스텐(W)'은 모든 금속 가운데 가장 녹는점이 높고 증기압도 낮으며, 가는 선으로 가공할 수 있기 때문에, 백열전구의 필라멘트 등에 사용된다. 또 텅스텐은 매우 단단하고 무거운 금속으로, 철강에 텅스텐을 더한 것은 '드릴' 등에 이용된다. '탄소(C)'와 '텅스텐(W)'의 화합물을 포함한 '초경합금(Hard Metal)'은 절삭 공구 재료로 사용된다.
75. 레늄(Re, Rhenium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 75 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 186.207 |
녹는점 | 3180℃ |
끓는점 | 5596℃ |
밀도 | 21.02 |
존재도(지구) | 0.00004ppm |
존재도(우주) | 0.0517 |
존재 장소 | 휘수연석 |
발견자 | 노다크(W. Noddack, 독일), 타케(I. Tacke, 독일), 베르크(O. Berg, 독일) |
발견 연도 | 1925년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 독일의 '라인(Rhein)' 강에서 따옴
- 발견 시 에피소드: '멘델레예프'가 예언한 원소. 규산염 광물에서 분리했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 185Re(37.40%), 187Re(62.60%)
'레늄(Re)'은 열전도도가 크다. 따라서 '레늄 합금'은 고온용 온도 센서의 끝부분에 사용된다. 또 필라멘트나 수소화 촉매의 재료로도 이용된다. '텅스텐(W)'과의 합금은 항공 우주 산업 등에서 사용된다.
76. 오스뮴(Os, Osmium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 76 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 190.23 |
녹는점 | 3054℃ |
끓는점 | 5027℃ |
밀도 | 22.59 |
존재도(지구) | 0.00004ppm |
존재도(우주) | 0.675 |
존재 장소 | 백금광 |
발견자 | 테넌트 |
발견 연도 | 1803년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '고약한 냄새(osme)'
- 발견시 에피소드: 백금을 포함한 광물을 진한 염산과 진한 질산으로 녹일 때 생기는 검은 찌꺼기에서 이리듐과 함께 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 184Os(0.02%), 186Os(1.59%), 187Os(1.96%), 188Os(13.24%), 189Os(16.15%), 190Os(26.26%), 192Os(40.78%)
'오스뮴(Os)'은 청백색 금속으로 비중이 가장 크고 산화되기 쉽다. '오스뮴(Os)'과 '이리듐(Ir)' 합금 상태로 백금광에서 분리되었다. 이 합금은 산이나 알칼리에 침식되지 않기 때문에, 만년필촉에 사용되는 경우도 있다. '사산화오스뮴(OsO4)'은 상온에서 휘발하며, 강렬한 냄새와 강한 독성이 있다.
77. 이리듐(Ir, Iridium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 77 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 192.217 |
녹는점 | 2410℃ |
끓는점 | 4130℃ |
밀도 | 22.56 |
존재도(지구) | 0.000003ppm |
존재도(우주) | 0.661 |
존재 장소 | 이리도스민(오스뮴과의 합금) |
발견자 | 태넌트(영국) |
발견 연도 | 1803년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 신화의 무지개의 여신 '이리스(Iris)'
- 발견시 에피소드: 백금을 포함한 광물을 진한 염산과 진한 질산으로 처리한 후에 생긴 검은 찌꺼기 속에서 발견
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 191Ir(37.3%), 193Ir(62.7%)
'이리듐(Ir)'은 지구상에서는 매우 적은 금속으로 희소 금속의 하나이다. '홑원소 물질'인 '이리듐'은 잘 부식되지 않지만, '전성'과 '연성'이 없기 때문에 가공하기 어려워 단독으로 쓰이는 용도는 거의 없다. '이리듐 합금'은 매우 단단하고 내열성이 뛰어나기 때문에, 자동차의 '점화 플러그'에 사용된다.
공룡은 약 6550만 년 전에 우주에서 운석이 떨어지면서 멸종했다. 그런데 공룡이 멸종된 약 6550만 년 전의 지층인 'K/T 경계'에서는 이리듐이 대량으로 발견된다. 또 운석 속에서도 많은 이리듐이 발견된다. 이런 점은 거대한 운석이 지구와 충돌해 공룡이 멸종을 초래했다는 증거가 된다.
78. 백금(Pt, Platinum)
- | 데이터 |
양성자 수 | 78 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 195.078 |
녹는점 | 1772℃ |
끓는점 | 3830℃ |
밀도 | 21.45 |
존재도(지구) | 약 0.001ppm |
존재도(우주) | 1.34 |
존재 장소 | 사백금, 쿠퍼라이트, 스페릴라이트 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 에스파냐 어의 '작은 은(platina)'
- 발견 시 에피소드: 옛날부터 이용되었다. 맨 처음 새로운 원소로 인식한 사람은 '안토니오 데 울로아(Antonio de Ulloa, 에스파냐)'라고 한다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 190Pt(0.012%), 192Pt(0.782%), 194Pt(32.86%), 195Pt(33.78%), 196Pt(2521%), 198Pt(7.356%)
'백금(Pt)'은 '플라티나(Platina)'라고도 한다. '백금'이라는 말은 '플라티나'가 유럽에서 '화이트 골드(White Gold)'라고 불린 데서 유래한다. 액세서리 등에서 자주 보이는 '화이트 골드'는 금을 바탕으로 한 합금을 가리키며 백금과는 전혀 다른 금속이다. '백금'은 자연상태에서는 광석 속에서 산출된다. 주요 산출국은 남아프리카공화국과 러시아이며, 두 나라에서 전 세계의 약 80%가 산출된다.
또 백금은 아름다운 은백색을 띠기 때문에 장식품으로 널리 알려져 있다. 그리고 촉매로도 뛰어난 능력을 지니고 있어, '석유 정제'나 '암모니아 산화에 의한 질산 제조', '자동차 배기가스 정화', '연료 전지용 촉매' 등에 사용된다. 또 백금은 잘 부식되지 않기 때문에, 이리듐과 합금하여 '국제킬로그램원기(International Prototype of the Kilogram)', '만년필의 펜촉', '플루트의 재료'로도 이용된다. 의학에서는 암 치료제로서 백금 화합물인 '시스플라틴(cisplatin)'이 이용된다.
79. 금(Au, Gold)
- | 데이터 |
양성자 수 | 79 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 196.966569 |
녹는점 | 1064.43℃ |
끓는점 | 2807℃ |
밀도 | 19.32 |
존재도(지구) | 0.0011ppm |
존재도(우주) | 0.187 |
존재 장소 | 자연금 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 고체
- 원소 이름의 유래: 원소 기호 Au는 라틴 어의 '태양의 광채(Aurum)'에서 유래한다. 또 영어명 Gold는 인도유럽어의 '황금(geolo)'에서 유래한다.
- 발견 시 에피소드: 옛날부터 알려져 있던 원소의 하나
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 197Au(100%)
'금'은 예로부터 고가의 금속으로 대접받고 있는 원소이다. '금'은 홑원소 물질로 자연에서 산출되는 금속 가운데 황금색 광체를 지닌 유일한 금속이다. 게다가 부식되지 않기 때문에 그 광체를 잃지 않는다. 과학 기술이 발달하기 훨씬 전부터 많은 금제품이 만들어진 사실에서도 알 수 있듯이 금은 가공하기 쉬운 금속이다. 얇게 펴면 0.00001mm 이하의 금박을 만들 수 있고, 가늘게 늘이면 1g 금으로 3000m의 금선을 만들 수도 있다. 금의 용도는 공업 제품에 그치지 않는다.
전자 공학에도 금이 사용된다. 금이 가진 특성 중 하나는 전기를 잘 통한다는 점이다. 그 전도율은 은이나 구리에는 미치지 못하지만 일반적인 금속보다는 높다. 부식되지 않는다는 점과 함금하면 강도가 높아지는 성질을 이용해 전자 회로의 도전에 이용된다. 예컨대 스마트폰의 집적 회로에도 금이 사용된다.
80. 수은(Hg, Mercury)
- | 데이터 |
양성자 수 | 80 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 200.592 |
녹는점 | -38.87℃ |
끓는점 | 356.58℃ |
밀도 | 13.546 |
존재도(지구) | 0.05ppm |
존재도(우주) | 0.34 |
존재 장소 | 자연 수은, 진사 등 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 액체
- 원소 이름의 유래: 로마 신화의 상업의 신 '메르쿠리우스(Mercurius)'
- 발견 시 에피소드: 옛날부터 알려져 있던 원소의 하나
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 196Hg(0.15%), 198Hg(9.97%), 199Hg(16.87%), 200Hg(23.10%), 201Hg(13.18%), 202Hg(29.86%), 204Hg(6.87%)
'수은(Hg)'은 상에서 유일하게 액체인 금속 원소이다. '상온'은 엄밀하게 정의되어 있지는 않지만 보통 20±5℃를 범위로 하는 경우가 많다. '수은'이라는 원소명은 액체 상태에서 은처럼 새하얀 광택을 갖는 데서 유래한다. 우리 주변에서는 '온도계', '체온계', '형광등' 등에 이용된다. 또 '수은 화합물'은 일반적으로 독성이 강하기 때문에, 지금은 거의 사용되지 않는다.
81. 탈륨(Tl, Thallium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 81 |
원자가 전자 수 | 3 |
원자량 | 204.382~204.385 |
녹는점 | 304℃ |
끓는점 | 1457℃ |
밀도 | 11.85 |
존재도(지구) | 0.06ppm |
존재도(우주) | 0.184 |
존재 장소 | 크로사이트, 로랜다이트 |
발견자 | 크룩스(W. Crookes, 영국), 라미(M. Lamy, 프랑스) |
발견 연도 | 1861년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '녹색 가지(thallos)'
- 발견 시 에피소드: 크룩스, 라미 두 사람이 동시에 발견했다. 각각의 조국이 '발견자'를 둘러싸고 다투었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 203Tl(29.524%), 205TI(70.476%)
'탈륨(TI)'은 상온에서 은백색의 금속으로 무르며, 겉보기에 성질이 납과 비슷하다. '탈륨'은 일반적으로 독성이 높아 전에는 '쥐나 벌레를 잡는 데 사용되었지만 현재는 사용되지 않는다. '탈륨'의 방사성 동위 원소는 '심근 혈류 검사'에 사용된다. 이때 사용되는 탈륨은 극히 적은 양이기 때문에, 독성을 걱정할 필요는 없다. 또 '탈륨(Ti)'과 '수은(Hg)'의 합금은 수은보다 녹는점이 낮기 떄문에 '극지용 온도계'에 사용된다.
82. 납(Pb, Lead)
- | 데이터 |
양성자 수 | 82 |
원자가 전자 수 | 4 |
원자량 | 207.2 |
녹는점 | 327.5℃ |
끓는점 | 1740℃ |
밀도 | 11.35 |
존재도(지구) | 14ppm |
존재도(우주) | 3.15 |
존재 장소 | 방연석, 백연석 등 |
발견자 | - |
발견 연도 | - |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 원소 기호 Pb는 라틴 어의 '납(plumbum)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 옛날부터 알려져 있던 원소의 하나
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 204Pb(1.4%), 206Pb(24.1%), 207Pb(22.1%), 208Pb(52.4%)
'납(Pb)'은 원래 광택이 있는 하얀색이지만, 공기 속에서 산화되어 거무스름하게 보인다. '납'은 녹는점이 낮고 연해서 가공하기도 쉽다. '납축전지'의 전극에 사용되는 납은 자동차의 배터리에서 중요한 역할을 한다. '납축전지(Lead-acid Battery)'는 '납(Pb)'과 '황산(H2SO4)'을 전극과 전해질로 사용하는 전지로서, 충전 방전을 통해 반복해 사용할 수 있는 '2차 전지'이다. 또 '이산화규소(SiO2)'와 '산화납'을 섞어 만든 '납유리'는 '방사선 차폐물'로 사용된다. '납(Pb)'과'주석(Sn)'의 합금은 '땜납(납땜에 사용되는 물질)'으로 이용된다.
83. 비스무트(Bi, Bismuth)
- | 데이터 |
양성자 수 | 83 |
원자가 전자 수 | 5 |
원자량 | 208.98040 |
녹는점 | 271.3℃ |
끓는점 | 1610℃ |
밀도 | 9.747 |
존재도(지구) | 0.048ppm |
존재도(우주) | 0.144 |
존재 장소 | 휘창연석, 비스마이트 등 |
발견자 | 조프루아(C.Geoffroy, 프랑스) |
발견 연도 | 1753년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '녹는다(bisemutum)'
- 발견시 에피소드: 오랫동안 납, 주석, 안티모니 등과 혼동되었지만, 18세기가 되어 홑원소 물질의 금속임이 밝혀졌다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 209Bi(100%)
'비스무트(Bi)'는 은백색 광택의 금속으로, 매우 연하고 무르다.
'비스무트'는 '비스무트를 포함한 산화물(비스무트, 납, 스트론튬, 칼륨, 구리, 산소의 화합물)'의 형태로 '초전도 케이블'에 사용된다. 이 케이블을 통한 직류 전송은 전기 저항이 0이 되어 '송전 손실'이 0이 되는 이점이 있다. 그런데 2022년 기준, 이러한 이점에 비스무트의 어떤 성질이 관여하는지는 아직 밝혀지지 않았다. '초전도 케이블'을 이용해 세계를 잇는 '초전도 글로벌 전력 네트워크'가 완성될 경우, 대규모 태양광 발전이 기대되는 사막 등으로부터 전력을 손실 없이 송전할 수 있게 된다.
그 밖에 '비스무트'는 화재용 스프링클러의 마개 부분에도 사용된다. 또 위궤양이나 십이지장궤양의 치료약으로도 이용된다.
84. 폴로늄(Po, Polonium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 84 |
원자가 전자 수 | 6 |
원자량 | (210) |
녹는점 | 254℃ |
끓는점 | 962℃ |
밀도 | 9.32 |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 우라늄 광석 |
발견자 | 퀴리 부부(프랑스) |
발견 연도 | 1897년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: '폴란드(Poland)'에서 따옴
- 발견시 에피소드: 우라늄 광석에서 화학적으로 강한 방사성 물질을 추출하는 실험으로 단리되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 208Po, 209Po, 210Po 등
'폴로늄(Po)'은 강한 독성을 가진 은백색 금속으로 '안정 동위 원소'는 존재하지 않는다. '폴로늄'을 처음 발견한 것은 '퀴리 부부(마리 퀴리, 피에르 퀴리)'인데, '폴로늄'이라는 이름은 물리학자 '마리 퀴리(Marie Curie, 흔히 퀴리 부인이라고 불림)'가 붙인 것이다. '퀴리 부인'은 남편과 함께 파리에서 살았다. 그러나 1897년 당시 조국 폴란드는 러시아 제국의 지배 아래 있었다. 각지에서 폴란드 인에 의한 해방 운동이 있었고, 퀴리 부인도 한때 운동에 가담하려고 있다. 그런 부인의 조국을 향한 마음이 이 원소의 이름에 남아 있다. 폴로늄은 용도로는 '원자력 전지(Atomic Cell)'를 들 수 있다.
85. 아스타틴(At, Astatine)
- | 데이터 |
양성자 수 | 85 |
원자가 전자 수 | 7 |
원자량 | (210) |
녹는점 | 302℃ |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 인공 원소 |
발견자 | 코손(D. Corson, 미국), 세그레(E. Segre, 이탈리아), 매켄지(K. Mackenzie, 미국) |
발견 연도 | 1940년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 비금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 그리스 어의 '불안정한(astatos)'
- 발견시 에피소드: 사이클로트론으로 가속시킨 알파선을 비스무트에 부딪쳐 새로운 방사성 원소를 얻었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'아스타틴(At)'은 '안정 동위 원소'가 존재하지 않으며, 반감기도 짧다. '아스타틴'은 연구 단계에서 이용되지는 않지만, 세포 살상성이 높은 '알파선(Alpha Ray)'을 방출하기 때문에, 암 치료에 대한 응용이 기대된다. '알파선'은 '방사선'의 하나로 '핵(Nucleus)'이 '알파 붕괴(Alpha decay)'할 때 방출하는 'α 입자(양성자 2개와 중성자 2개가 결합한 헬륨 원자핵)'의 흐름이다. 암 치료에 대한 응용에서는 '아스타틴'을 암세포까지 운반할 '운반자'가 필요하다. 이 운반자에 대한 연구가 진행되고 있다.
86. 라돈(Rn, Radon)
- | 데이터 |
양성자 수 | 86 |
원자가 전자 수 | 0 |
원자량 | (222) |
녹는점 | -71℃ |
끓는점 | -61.8℃ |
밀도 | 0.00973 |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 라듐에 붕괴에 의해 발생 |
발견자 | 도른(F. Dorn, 독일) |
발견 연도 | 1990년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 기체
- 원소 이름의 유래: '라듐(radium)'에서 유래
- 발견 시 에피소드: 퀴리 부부부는 '라듐'과 접촉한 공기가 방사성을 띠는 것을 알았다. 나중에 '도른'은 라듐이 붕괴해서 발생하는 라돈이 이 정체임을 발견했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'라돈(Rn)'은 비활성 기체에 속하는 무색의 기체로 '안정 동위 원소'는 존재하지 않으며 모두 '방사성 동위 원소'이다. 강한 방사능을 지닌 위험한 원소이다. '라돈'은 일찍이 비파괴 검사나 암 치료에 사용되었지만, 취급하기가 어려워 현재는 다른 방사성 물질로 대체되었다. 라돈은 온천이나 지하수에도 녹아 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 의학적인 효능에 대해서는 밝혀진 바가 없다.
87. 프랑슘(Fr, Francium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 87 |
원자가 전자 수 | 1 |
원자량 | (223) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 우라늄 광석 |
발견자 | 페레(프랑스) |
발견 연도 | 1939년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: '프랑스(France)'에서 따옴
- 발견 시 에피소드: 악티늄의 붕괴에 의해 생성되는 방사성 원소로 발견되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'프랑슘(Fr)'은 알칼리 금속에 속하는 금속 원소이다. 자연에 존재하는 '방사성 원소'로 반감기가 매우 짧고 존재량도 적기 때문에 그다지 용도는 없다. 화학적 성질도 거의 밝혀져 있지 않다. 안정 동위 원소는 없다. 반감기가 가장 긴 동위 원소는 '프랑슘 223'으로 반감기는 약 21.8분이다.
88. 라듐(Ra, Radium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 88 |
원자가 전자 수 | 2 |
원자량 | (226) |
녹는점 | 700℃ |
끓는점 | 1140℃ |
밀도 | 5 |
존재도(지구) | 0.0000006ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 우라늄 광석 |
발견자 | 퀴리 부부(프랑스) |
발견 연도 | 1898년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 가나다
- 원소 이름의 유래: 라틴 어의 '방사선(radius)'
- 발견 시 에피소드: 우라늄 광석에서, 우라늄보다 강한 방사성을 지닌 바륨과 비슷한 새로운 원소로 분리되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'라듐(Ra)'의 '안정 동위 원소'는 존재하지 않고, 모두 '방사성 동위 원소'이다. 1898년에 퀴리 부부가 발견했다. 퀴리 부인은 라듐의 방사선에 노출되어 백혈병에 걸려 사망했다. 또 미국의 시계 공장에서 시계의 야광 도료로 라듐을 사용해, 공장에서 일하는 노동자가 차례차례 암에 걸리는 피해가 있었다.
89. 악티늄(Ac, Actinium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 89 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (227) |
녹는점 | 1050℃ |
끓는점 | 3200℃ |
밀도 | 10.06 |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 우라늄 광석 |
발견자 | 드비에른(프랑스) |
발견 연도 | 1899년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 -고체
- 원소 이름의 유래: -
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'악티늄(Ac)'은 방사성을 지닌 은백색 금속 원소로, 어두운 곳에서 새하얗게 빛난다. 자연에 존재하는 '방사성 원소'로, 우라늄 광석에 약간 포함되어 있다. '악티늄'은 중성자를 방출한다는 점에서 '중성자원(Neutron Source)'으로 이용된다. '안정 동위 원소'는 없다. '악티늄'의 동위 원소 중에서 '반감기'가 가장 긴 동위 원소는 '악티늄 227'로, 그 반감기는 약 21.77년이다.
90. 토륨(Th, Thorium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 90 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 232.0377 |
녹는점 | 1750℃ |
끓는점 | 4790℃ |
밀도 | 11.72 |
존재도(지구) | 12ppm |
존재도(우주) | 0.0335 |
존재 장소 | 모나자이트, 토라이트 |
발견자 | 베르셀리우스 |
발견 연도 | 1828년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: -
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 232Th(100%)
'토륨(Th)'의 동위 원소는 모두 '방사성 원소'로, '안정 동위 원소'는 없다. '토륨'은 은백색 금속으로 상온의 공기 속에서 표면에 산화 피막이 만들어지기 때문에, 내부까지는 산화하지 않는다. '토륨'은 지각에 풍부하게 존재하기 때문에, 원자력 발전에 이용이 고려된다. 반감기가 가장 긴 동위 원소는 '토륨 232'로 그 반감기는 약 140억 년이다. 녹는점이 높고 내화성도 뛰어난 '이산화토륨(ThO2)'은 도가니의 재료 등에 이용된다.
91. 프로트악티늄(Pa, Protactinium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 91 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 231.03588 |
녹는점 | 1840℃ |
끓는점 | - |
밀도 | 15.37(계산값) |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 토륨 붕괴에 의해 생성 |
발견자 | '한(O. Hahn, 독일)'과 '마이트너(L. Meitner, 오스트리아), '소디(F. Soddy, 영국)'이 각각 발견 |
발견 연도 | 1918년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체
- 원소 이름의 유래: -
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 231Pa(100%)
'프로트악티늄(Pa)'은 '방사성 원소'로 20종의 동위 원소가 알려져 있다. 3종이 자연에 존재하며 그 외는 인공적으로 만들어진 것이다. '안정 동위 원소'는 없다. 붕괴해 '악티늄(Ac)'이 된다는 점에서 '프로트악티늄'이라는 이름이 붙었다. 반감기가 가장 긴 동위 원소는 '프로트악티늄 231'로, 그 반감기는 약 3만 2500년이다.
92. 우라늄(U, Uranium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 92 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | 238.02891 |
녹는점 | 1132.3℃ |
끓는점 | 3745℃ |
밀도 | 18.950(α) |
존재도(지구) | 2.4ppm |
존재도(우주) | 0.0090 |
존재 장소 | 피치블렌드 등 |
발견자 | 클라프로트(독일) |
발견 연도 | 1789년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: -
- 원소 이름의 유래: -
- 발견시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: 234U(0.0054%), 235U(07204%), 238U(99.2742%) 등
'우라늄(U)'의 동위 원소는 몇 가지 알려져 있으며, 모두 '방사성 원소'이다. '란타넘(La)'과 아주 비슷한 성질을 가졌다. '우라늄'의 원자핵에 중성자가 닿으면, 핵분열을 일으키며 에너지가 발생한다. 이러한 핵분열 연쇄 반응을 지속시킴으로써 한꺼번에 막대한 에너지를 얻을 수 있다. 이 반응을 이용해 대부분의 원자력 발전소에서는 우라늄을 연료로 사용한다. '핵분열 연쇄 반응'을 일순간에 일으키도록 만들어진 것이 '원자 폭탄'이다. 반감기가 가장 긴 동위 원소는 '우라늄 238'로, 그 반감기는 약 44억 6000만 년이다.
93. 넵투늄(Np, Neptunium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 93 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (237) |
녹는점 | 640℃ |
끓는점 | 3900℃ |
밀도 | 20.25(α) |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 우라늄 광석 |
발견자 | 맥밀런(미국), 에이벌슨(미국) |
발견 연도 | 1940년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 이름은 '해왕성(Neptune)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
원자 번호 93번부터는 모두 인공적으로 합성된 것으로 '초우라늄 원소'라고 한다. '넵투늄(Np)'은 우라늄에 중성자를 부딪치게 해서 만든다. 플루토늄 제조용으로 사용된다. 반감기가 가장 긴 동위 원소는 '넵투늄 237'로, 반감기는 약 214만 년이다.
94. 플루토늄(Pu, Plutonium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 94 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (239) |
녹는점 | 641℃ |
끓는점 | 3232℃ |
밀도 | 19.84 |
존재도(지구) | - |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 우라늄 광석 |
발견자 | 시보그(G. Seaborg, 미국), 케네디(J. Kennedy, 미국), 월(A. Wahl, 미국) |
발견 연도 | 1940년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: -
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'플루토늄(Pu)'은 '우라늄(U)'에 '중양성자'를 쏘아 인공적으로 만든 원소이다. '원자력 발전'의 핵연료로 사용되거나, '원자력 전지'의 에너지로서 이용되어 인공위성 등에 탑재된다. '안정 동위 원소'는 없으며, 반감기가 가장 긴 동위 원소는 '플루토늄 244'로 그 반감기는 약 8200만 년이다.
95. 아메리슘(Am, Americium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 95 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (243) |
녹는점 | 1172℃ |
끓는점 | 2607℃ |
밀도 | 13.67 |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 플루토늄에서 만들어진다. |
발견자 | 시보그(Seaborg), 제임스(James), 모건(Morgan), 기오르소(Ghiorso) (모두 미국) |
발견 연도 | 1945년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: '아메리슘'은 발견된 나라인 '미국'의 이름을 따서 명명되었다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'아메리슘(Am)'은 '플루토늄(Pu)'에 중성자를 쏘아서 만든 원소이다. '플루토늄'의 부산물로 쉽게 얻을 수 있기 때문에, 방사선을 사용한 '두께 계측기'나 '연기 감지기'의 센서 등에 사용된다.
96. 퀴륨(Cm, Curium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 96 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (247) |
녹는점 | 1340℃ |
끓는점 | - |
밀도 | 13.3 |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 원자로 |
발견자 | 시보그, 제임스, 기오르소 (모두 미국) |
발견 연도 | 1944년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소명은 방사능 연구에 공헌한 '퀴리 부부'를 기리기 위한 것이다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'퀴륨(Cm)'은 '플루토늄(Pu)'에 '헬륨 이온'을 쏘아서 만든 원소이다. 예전에는 '원자력 전지'의 에너지원으로 사용되었지만, 현재는 '플루토늄'으로 대체되어 연구용 이외의 용도는 거의 없다.
97. 버클륨(Bk, Berkelium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 97 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (247) |
녹는점 | 1047℃ |
끓는점 | - |
밀도 | 14.79 |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 원자로 |
발견자 | 톰프슨(S. Thompson), 기오르소, 시보그 (모두 미국) |
발견 연도 | 1949년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소가 생성된 장소인 미국의 '버클리(Berkeley)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'버클륨(Bk)'은 '아메리슘(Am)'에 '헬륨 이온'을 쏘아서 만든 원소이다. '버클륨'은 '방사성 금속 원소'로 은백색으로 연하다. 강한 방사능을 방출하기 때문에 매우 위험하며, 연구 이외의 용도는 없다.
98. 캘리포늄(Cf, Californium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 98 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (252) |
녹는점 | 900℃ |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 원자로 |
발견자 | 스트리트(Kenneth Street Jr.), 톰프슨, 기오르소, 시보그 (모두 미국) |
발견 연도 | 1950년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소가 발견된 장소인 '캘리포니아(California)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'퀴륨(Cm)'에 '헬륨 이온'을 쏘아서 만든 원소이다. '캘리포늄'은 외부로부터의 자극 없이 스스로 핵분열을 일으키므로 '비파괴 검사' 등에 이용된다.
99. 아인슈타이늄(Es, Einsteinium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 99 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (252) |
녹는점 | 860℃ |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 원자로 |
발견자 | 하비(Harvey, 영국), 쇼핀(Choppin), 톰프슨, 기오르소 (모두 미국) |
발견 연도 | 1952년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 물리학자 '알버트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: '아인슈타이늄'은 1952년에 수소폭탄 실험의 재 속에서 우연히 발견되었지만, 군사 기밀로 숨겨져 있다가 1955년에 공표되었다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'아인슈타이늄(Es)'은 은색의 금속이며, 반응성이 높고, 휘발하기 쉽다.
100. 페르뮴(Fm, Fermium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 100 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (257) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 원자로 |
발견자 | 톰프슨, 기오르소 등 |
발견 연도 | 1949년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 이탈리아의 원자 물리학자 '엔리코 페르미(Enrico Fermi)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'페르뮴(Fm)'은 '아인슈타이늄(Es)'과 마찬가지로 수소폭탄 실험의 재 속에서 발견되었다. 1953년~1954년에 우라늄에 산소 이온을 충돌시켜 만드는 데 성공했다. 원자로에서 제조할 수 있는 최대의 원소이지만 바로 파괴된다.
101. 멘델레븀(Md, Mendelevium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 101 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (258) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 하비(영국), 쇼핀(미국), 톰프슨(미국), 기오르소(미국), 시보그(미국) |
발견 연도 | 1955년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 주기율표를 만든 러시아의 화학자 '멘델레예프'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'멘델레븀(Md)'은 '가속기'에서 '아인슈타이늄'에 '헬륨 이온'을 쏘아서 만들었다. 모두 '방사성 동위 원소'이며, 반감기가 짧다. 그래서 물리적·화학적 성질은 잘 알려지지 않았다.
102. 노벨륨(No, Nobelium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 102 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (259) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 시보그(미국), 기오르소(미국) |
발견 연도 | 1958년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 과학자 '알프레드 노벨'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'노벨륨(No)'은 가속기에서 '퀴륨(Cm)'에 '탄소 이온'을 쏘아서 만들었다. '노벨륨'은 1957년에 스웨덴의 노벨연구소에 의해 보고되었지만, 추가 실험으로는 확인할 수 없었다. 그 후 다른 그룹이 생성에 성공했다.
103. 로렌슘(Lr, Lawrencium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 103 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (262) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 기오르소(미국) 등 |
발견 연도 | 1961년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 사이클로트론을 발명한 미국의 물리학자 '어니스트 로렌스(Ernest Lawrence)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'로렌슘(Lr)'은 1961년에 미국 로렌스버클리 국립연구소 연구진이 '속기에서 '캘리포늄(Cf)' 표적에 '붕소 이온'을 충돌시켜 처음 합성하였다고 발표하였다. 이후 6년 후인 1967년에는 러시아 합동핵연구소 연구진이 '아메리슘(Am)'을 표적에 '산소 이온'을 충돌시켜 '로렌슘'을 합성·검출하였다고 발표하였다.
104. 러더포듐(Rf, Rutherfordium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 104 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (267) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | 23(계산값) |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 기오르소(미국) 등의 연구팀 |
발견 연도 | 1969년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원자핵을 발견한 영국의 물리학자 '어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'러더포듐(Rf)'은 가속기에서 '캘리포늄(Cf)'에 '탄소(C)'를 쏘아서 만들었다. '러더포듐(Rf)'의 물리적·화학적 성질은 잘 알려져 있지 않지만, 화학적 움직임이 하프늄이나 지르코늄과 비슷하다고 한다.
105. 더브늄(Db, Dubnium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 105 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (268) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | 29 |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 플료로프(러시아) 등의 연구팀, 기오르소(미국) 등의 연구팀 |
발견 연도 | 1970년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: '게오르기 플료로프(Georgy Flyorov)'가 속한 '두브나 원자핵연구소'가 있는 '두브나(Dubna)'라는 지명에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: 구소련의 '게르오기 플료로프(Georgy Flyrove)' 등과 미국의 '기오르소' 등이 '아메리슘(Am)'에 입자를 부딪쳐 만들어 냈다고 보고했다.
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
106. 시보귬(Sg, Seaborgium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 106 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (271) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | 35(계산값) |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 기오르소(미국) 등의 연구팀 |
발견 연도 | 1974년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소명은 '플루토늄(Pu)', '아메리슘(Am)' 등 9개의 원소를 합성한 미국의 화학자 '글렌 시보그(Glenn T. Seaborg)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'시보귬(Sg)'은 '캘리포늄(Cf)'에 산소를 쏘아서 만든 원소이다. '시보귬(Sg)'은 반감기가 짧으며, 그 성질은 잘 알려져 있지 않다.
107. 보륨(Bh, Bohrium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 107 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (272) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | 37(계산값) |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | '아름브루스터(P. Armbruster)'와 '뮌첸베르크(G. Muenzenberg)' 등의 연구팀 (모두 독일) |
발견 연도 | 1981년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 양자 역학의 확립에 지도적 역할을 한 덴마크의 물리학자 '닐스 보어(Niels Bohr)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'보륨(Bh)'은 가속기에서 '납(Pb)'과 '크롬(Cr)'의 원자핵 반응에 생성된 원소이다. 물리적·화학적 성질은 잘 알려져 있지 않다.
108. 하슘(Hs, Hassium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 108 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (277) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | 41(계산값) |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | '아름브루스터(P. Armbruster)'와 '뮌첸베르크(G. Muenzenberg)' 등의 연구팀 (모두 독일) |
발견 연도 | 1984년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소가 발견된 독일의 지명 '헤센(Hessen)' 주의 중세 라틴 어 이름 '하시아(Hassia)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'하슘(Hs)'은 가속기에서 '납(Pb)'에 '철 이온'을 충돌시켜 만든 원소이다. 가장 안정된 동위 원소의 반감기는 약 12분이며, '알파 붕괴'해 '시보귬'이 되거나 자발적 핵분열로 붕괴한다.
109. 마이트너륨(Mt, Meitnerium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 109 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (276) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | '아름브루스터(P. Armbruster)'와 '뮌첸베르크(G. Muenzenberg)' 등의 연구팀 (모두 독일) |
발견 연도 | 1982년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 오스트리아의 여성 물리학자 '리제 마이트너(Lise Meitner)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'마이트너륨(Mt)'은 가속기에서 '비스무트(Bi)'에 철 원자핵을 충돌시켜 만든 원소이다. 마이트너륨의 가장 안정된 동위 원소의 반감기는 0.07초이며, '알파 붕괴'하여 '보륨(Bh)'이 된다.
110. 다름슈타튬(DS, Darmstadtium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 110 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (281) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 아름브루스터, 호프만 등의 연구팀 (모두 독일) |
발견 연도 | 1994년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소를 발견한 독일의 중이온 과학연구소의 소재지 '다름슈타트(Darmstadt)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'다름슈타튬(Ds)'은 가속기에서 '철(Fe)'에 '니켈 이온'을 쏘아서 만든 원소이다. '다름슈타튬'의 반감기는 약 0.00017초이며 '알파 붕괴'한다.
111. 뢴트게늄(Rg, Roentgenium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 111 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (280) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 아름브루스터, 호프만 등의 연구팀 (모두 독일) |
발견 연도 | 1994년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: X선을 발견한 독일의 물리학자 '빌헬름 뢴트겐(Wilhelm Roentgen)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'뢴트게늄(Rg)'은 가속기에서 '비스무트(Bi)'에 '니켈(Ni)'을 충돌시켜 만든 원소이다.
112. 코페르니슘(Cn, Copernicium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 112 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (285) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 아름브루스터, 호프만 등의 연구팀 (모두 독일) |
발견 연도 | 1996년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: '코페르니슘'이라는 이름은 폴란드의 코페르니쿠스를 기리기 위한 것이다. 2010년 2월 'IUPAC(국제 순수응용화학연맹)'에 의해 정식으로 원소의 이름이 결정되었다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'코페르니슘(Cn)'은 가속기에서 '납(Pb)'에 '아연(Zn)'을 충돌시켜 만든 원소이다.
113. 니호늄(Nh, Nihonium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 113 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (286) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | '모리타 고스케(森田浩介)'를 중심으로 한 일본 이화학연구소 연구팀 |
발견 연도 | 2004년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 새로운 원소 발견은 아시아 최초의 일로, 발견국 '일본(니혼)'을 따서 이름 붙였다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'니호늄(Nh)'은 선형 가속기에서 '아연(Zn)'의 원자핵을 '비스무트(Bi)'의 원자핵에 계속 부딪치게 해서 합성한 원소이다.
114. 플레로븀(Fl, Flerovium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 114 |
원자가 전자 수 | 4 |
원자량 | (289) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | '오가네시안(러시아)' 등의 연구팀, '무디(K. Moody, 미국)' 등의 연구팀 |
발견 연도 | 1991년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 중이온 물리학의 개척자인 러시아의 물리학자 '게오르기 플료로프(Georgy Flyorov)'의 이름에서 따왔다. 2012년 5월 'IUPAC(국제 순수·응용화학연합)'에 의해 정식으로 원소의 이름이 결정되었다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'플레로븀(Fl)'은 가속기에서 '플루토늄(Pu)'에 '칼슘(Ca)'을 충돌시켜 만든 원소이다.
115. 모스코븀(Mc, Moscovium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 115 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (289) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 러시아와 미국의 공동 연구팀 |
발견 연도 | 2003년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공원소
- 원소 이름의 유래: '모스코븀'의 발견 장소는 러시아 모스크바의 '두브나 합동원자핵연구소'이다. '모스코븀'이라는 원소명은 '모스크바(Moskva)'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'모스코븀(Mc)'은 가속기에서 '아메리슘(Am)'에 '칼슘(Ca)'을 충돌시켜 만든 원소이다. 이때 '알파 붕괴'에 의해 '니호늄(Nh)'도 동시에 관측된다. 2004년에는 스웨덴의 연구팀도 발견했다.
116. 리버모륨(Lv, Livermorium)
- | 데이터 |
양성자 수 | 116 |
원자가 전자 수 | 6 |
원자량 | (293) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | '오가네시안(러시아)' 등의 연구팀, '무디(K. Moody, 미국)' 등의 연구팀 |
발견 연도 | 2000년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: 원소 합성을 한 미국의 '로렌스 리버모어 국립연구소'에서 따왔다.
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'리버모륨(Lv)'은 가속기에서 '퀴륨'에 '칼슘(Ca)'을 충돌시켜 만든 원소이다.
117. 테네신(Ts, Tennessine)
- | 데이터 |
양성자 수 | 117 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (294) |
녹는점 | - |
끓는점 | - |
밀도 | - |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 러시아와 미국의 공동 연구팀 |
발견 연도 | 2009년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: -
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'테네신(Ts)는 가속기에서 '버클륨'에 '칼슘(Ca)'을 충돌시켜 만든 원소이다. 러시아의 '두브나 합동원자핵연구소'의 '플료로프 핵반응연구소'에서 이루어진 실험에서는 성공하는 데 7개월이 소요되었다.
118. 오가네손(Og, Oganesson)
- | 데이터 |
양성자 수 | 118 |
원자가 전자 수 | - |
원자량 | (294) |
녹는점 | |
끓는점 | 80±30℃(추정) |
밀도 | 13.65 (추정) |
존재도(지구) | 0ppm |
존재도(우주) | - |
존재 장소 | 가속기에서 합성 |
발견자 | 러시아와 미국의 공동 연구팀 |
발견 연도 | 2002년 |
- 상온에서의 홑원소의 상태: 금속 - 고체, 인공 원소
- 원소 이름의 유래: -
- 발견 시 에피소드: -
- 주요 화합물: -
- 주요 동위 원소: -
'오가네손(Og)'은 2002년에 러시아의 두브나 합동원자핵연구소에서 '캘리포늄(Cf)'에 '칼슘(Ca)'을 충돌시켜 합성한 원소이다. 2005년에는 다시 같은 원자의 생성에 성공했다.