임석원 교수 기고: 인류와 금속원소

[월간파이프]

인류와 금속원소

강릉영동대학

비철금속과 임석원 교수

박물관에 가보면 수 천년 전의 화려한 금으로 제작한 장신구나 보물들이 전시되어 있다. 또한 더 오래된 시대의 생활용품으로 운석을 이용한 철기가 전시되어 있다. 이와 같이 인류와 금속의 만남은 매우 오래되었으며 유사 이전 수 만년 전으로 거슬러 올라간다.

금속 중 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 수은(Hg), 납(Pb), 주석(Sn) 및 철(Fe)의 7가지 금속은 탄소(C)나 황(S)과 함께 유사 이전부터 인류가 이용하여 왔다. 문명 발상지로 알려진 중동의 홍해에 접해 있는 이스라엘의 엘라트(Eilat) 교외에는 팀나(Timna) 구리광산이 있다. 이 광산의 서쪽에 우뚝 솟은 산을 오르면 성서 시대의 구리광산 터(1934년에 발견된 3,000년 전의 구리광산, 솔로몬왕의 광산이라고 부른다)가 있다. 이 광산에서 솔로몬왕 시대부터 현재에 이르는 수 천년 동안 동광이 계속해서 채굴되고 있다.

 

 

 그림 1. 팀나의 솔로몬왕 기둥

시대가 지나 17세기에 이르기까지 비소(As), 안티모니(Sb), 비스무트(Bi) 및 아연(Zn)의 4가지 금속이 인간의 생활에 더해졌다. 18세기에 들어서 르네상스 시대를 맞이한 인류는 자신의 손으로 많은 새로운 원소를 발견했다. 그 발견의 역사는 바로 화학의 역사이기도 하다. 18세기 이후에 이루어진 금속의 발견을 주목해 보면 다음의 그림 2와 같다.

 

 

 그림 2. 금속원소 발견 연표

화학자들이 부지런히 원소를 발견하여 왔으나 그 속도가 한결같지는 않다. 그것은 새로운 방법이나 기술이 발견의 방아쇠라는 것을 이 그림이 말해주고 있다. 특히 1930년부터 1940년에 걸친 뛰어난 연구는, 원자핵을 지닌 에너지의 이용이 인간의 손으로 원소를 만들어 내는 것을 가능하게 하였다는 것이다. 신연금술 시대라고도 말할 수 있을 것이다. 그리고 1948년부터 1961년에 걸친 겨우 13년 사이에 10가지의 새로운 원소가 원자핵반응에 의해 만들어졌으며 그 노력은 지금도 계속되고 있다.

이와 같이 인류는 지구의 구성 물질로서 약 60종류의 금속을 화합물이 아닌 단체로서 분리하여 그것을 여러 가지 형태로 이용하고 있다. 물론 이 60종류 모두 이용하고 있는 것은 아니며, 오히려 다량으로 이용하는 것은 극히 한정된 몇몇 원소에 불과하다. 더욱이 다량으로 이용하는 금속이 지구에 많이 존재하는 금속과 반드시 일치하지 않다는 것도 흥미롭다.

금속을 전공하는 사람으로서 이전의 과학자들이 발견한 이렇게 많은 원소를 공부하고 연구하는 것은 당연한 일이다. 화학 수업시간에 원소주기율표를 배우면서 잘 외워지지 않았던 기억도 있을 것이며, 또한 이러한 원소들을 어떻게 명명했는지도 가끔 궁금할 때가 있었을 것이다. 그리하여 대표적인 원소기호나 원소명의 어원을 시대별로 정리하면서 금속을 더 많이 이해하고 더욱 친근감을 느끼었으면 하는 바람으로 기고를 하였다.

연대	원소기호	원소명	어원
고대	Au	Gold	Gold는 고대 인도어로 ‘빛나는(Jvalita)’에서, Au는 라틴어 ‘붉은색(aurum)’에서 유래.
	Ag	Silver	Silver는 Assyria어 ‘sarpu’에서, Ag는 라틴어 ‘백색(argentum)’에서 유래.
	Cu	Copper	지중해 Cyprus섬에서 산출되어 aes cyprium으로 불리다 라틴어 ‘cuprum’에서 유래.
	Hg	Mercury	그리스어 水(hydro)＋銀(argyros)에서 라틴어 ‘hydrargyrum’이 ‘Hg’가 됨. Mercury는 천체 ‘수성(mercury)’에서 유래.
	Pb	Lead	라틴어 ‘plumbum’에서 유래.
	Sn	Tin	라틴어 ‘stannum’에서 유래.
	Fe	Iron	Iron은 라틴어 ‘광석(aes)’에서, Fe는 라틴어 ‘ferrum’에서 유래.
중세	As	Arsenic	그리스어 광물명 ‘arsenikon’에서 유래.
	Bi	Bismuth	독일어 Wismuth는 아랍어 ‘wissmajaht(용해하기 쉬운 금속)’에서 유래되어 영어화한 것.
	Zn	Zinc	Zinc는 아연을 함유한 광석의 일반 명칭.
1735	Co	Cobalt	‘山의 신’이라는 그리스어 ‘Kobolos’에서 유래.
1748	Pt	Platinum	스페인어 ‘銀(plata)’에서 유래.
1751	Ni	Nickel	구리색을 띤 광물(Ni 광석)에서 구리를 추출하려 해도 As만 추출되어 ‘쓸모 없는 금속(Nickel)’이라는 별명에서 유래.
1774	Mn	Manganese	유리의 청녹색을 없애기 위한 첨가물로 이용되었던 광물 속에 함유되었던 원소로, 그리스어 ‘정화(manganizo)’에서 유래.
1782	Mo	Molybdenum	그리스어로 흑색광물 ‘molybdos에서 얻어진 원소’라는 의미.
1783	W	Tungsten	‘무거운 돌(철망간중석 tungstein)에서 분리된’ 이라는 뜻에서 유래.
1789	U	Uranium	‘천왕성(Uranus)’에서 유래.
1789	Zr	Zirconium	아라비아어 ‘보석(zerk)’에서 유래.
1791	Ti	Titanium	그리스 신화에 등장하는 지구 최초의 아이 ‘Titans’에서 유래.
1794	Y	Yttrium	광석 산출지인 스웨덴의 지명 ‘Ytterby’에서 유래.

연대	원소기호	원소명	어 원
1797	Be	Beryllium	이 원소를 함유된 광물인 ‘녹주석(beryl)’에서 유래.
1798	Cr	Chromium	아름다운 색을 지닌 화합물을 함유한 광석에서 분리된 원소로, 그리스어 ‘색(chroma)’에서 유래.
1801	Ta	Tantalum	그리스 신화에 등장하는 Tantalus가 지옥에서 괴로워하는 것을 ‘분리 곤란한 원소’와 비교한 것에서 유래.
1801	Nb	Niobium	Ta과 유사한 성질을 지녀 Tantalus의 딸인 ‘Niobe’에서 유래.
1803	Pd	Palladium	1802년에 발견된 소혹성 ‘Pallas’에서 유래.
1803	Rh	Rhodium	이 원소의 화합물이 아름다운 ‘장미색(rodeos)’을 띠고 있는 것에서 유래.
1803	Ce	Cerium	당시 발견한 소혹성 ‘Ceres’에서 유래.
1804	Os	Osmium	이 원소의 산화물이 악취가 심하여, 그리스어 ‘냄새(osme)’에서 유래.
1804	Ir	Iridium	이 원소의 염기가 다양한 색상을 지녀, 무지개의 여신 ‘Iris’에서 유래.
1807	K	Kalium Potassium	아라비아어 ‘재(kalijan)’에서, Potassium은 ‘탄산칼륨(potashes)’에서 유래.
1807	Na	Natrium Sodium	화합물은 오래 전부터 알려져 있었으며 ‘청정제(탄산나트륨, nether)에서’ 유래.
1808	Ba	Barium	이 원소를 함유한 금속이 무겁기 때문에 그리스어 ‘무거운(barys)’에서 유래.
1808	Sr	Strontium	영국 스코틀랜드에 있는 Strontian 광산에서 산출된 광석에서 분리한 것에서 유래.
1808	Ca	Calcium	라틴어 ‘석회석(calx)’에서 유래
1808	Mg	Magnesium	아시아 지방의 고대도시인 magnesia에서 유래.
1817	Li	Lithium	동일족인 Na이나 K이 동식물속에 분포하고 있는 데 비해 광물에서 단순 분리되어, 그리스어 ‘돌(lithos)’에서 유래.
1817	Cd	Cadmium	아연꽃에서 분리되었기 때문에 그리스어 ‘아연꽃(kadmeia)’에서 유래.
1824	Si	Silicon	‘규석(silex)’에서 분리된 것에서 유래.
1825	Al	Aluminum	오래 전부터 염색에 이용한 ‘명반(alumen)’에서 유래.

연대	원소기호	원소명	어 원
1829	Th	Thorium	스칸디나비아의 천둥의 신 ‘Thor’에서 유래.
1830	V	Vanadium	스칸디나비아의 여신 ‘Vanadis’에서 유래.
1839	La	Lanthanum	그리스어로 ‘숨어 있는’ 이라는 뜻인 ‘lanthanein’에서 유래.
1843	Tb	Terbium	광석 산지인 Ytterby의 일부를 취해 ‘Terbium’으로 명명.
1843	Er	Erbium	Tb과 마찬가지로 Ytterby에서 일부를 취해 명명.
1844	Ru	Ruthenium	러시아의 ‘국명(Rusi)’에서 유래.
1860	Cs	Cesium	독일 광천수의 불꽃 반응에서 푸른 광선 스펙트럼을 발견했기 때문에 라틴어 ‘청색(caesius)’에서 유래.
1861	Rb	Rubidium	붉은 광선 스펙트럼을 지닌 화합물에서 발견하여 라틴어 ‘적색(rubidus)’에서 유래.
1861	Tl	Thallium	황산공장의 잔유물 속에서 아름다운 녹색의 불꽃색을 띠는 원소를 발견하여, 라틴어로 ‘녹색의 작은 나무가지(thallus)’에서 유래.
1863	In	Indium	아연광의 발광 스펙트럼 중에 청색과 남색의 광선을 발견하여 라틴어 ‘청남색(indicum)’에서 유래.
1875	Ga	Gallium	프랑스의 라틴어 국명 ‘Gallia’에서 유래.
1879	Ho	Holmium	스톡홀름의 지명에서 유래.
1879	Tm	Thulium	유럽 최북부 도시 ‘Thule’에서 유래.
1879	Sc	Scandium	광석이 산출된 장소인 ‘Scandinavia’에서 유래.
1879	Yb	Ytterbium	Y과 Er 중간의 성질을 나타내는 원소로, ‘Ytterbium’이라고 명명.
1880	Sm	Samarium	러시아의 화학자 Samarskii가 우랄지방에서 발견한 광물로, 발견자의 이름에서 유래.
1880	Gd	Gadolinium	화학자 Gadolin의 이름에서 유래.
1885	Pr	Praseodymium	녹색을 의미하는 그리스어 ‘prasios’와 ‘쌍둥이(didymoi)’에서 유래.
1885	Nd	Neodymium	‘새로움’을 의미하는 그리스어 ‘neos’와 ‘쌍둥이’에서 유래.
1886	Ge	Germanium	발견자의 모국인 독일의 라틴어명 ‘Germania’에서 유래.
1886	Dy	Dysprosium	분리하는 것이 매우 곤란하여 그리스어 ‘접근하기 어려운(dysprositos)’이라는 뜻에서 유래.