90가지-원소종류

[복받은자]

우리가 중학교때 처음 접하는 원소주기율표에는 103개의 원소들이 들어있었고, 지금 아이들이 배우는교과서의 원소주기율표에는 110개가 넘는 원소들이 있습니다.
우리 자연계에는 원자번호 92번인 우라늄까지 90개의 원소들이 천연으로 존재합니다.

그것들을 중고등학교때에 모두 알 필요는 없고, 꼭 교육적으로 필요한 원소들이 몇가지 있습니다.
이 글에서는 그 원소들을 찾아보고, 특징들을 몇가지 짚어볼까 합니다. ^^


번호 기호 이름 영어 이름 특징
1 H 수소 Hydrogen 전 우주 원자의 3/4를 차지하는 원소. 가장 가벼운 원소이며 원자량2인 중수소는 핵융합의 재료이기도 하다. 물의 성분이다. 중수소는 D, 삼중수소는 T를 원소기호로 사용한다. 화학적인 폭발성이 있어 취급에 주위해야 한다.

2 He 헬륨 Helium 상온에서는 절대 고체가 되지 않으며 저온연구에 꼭 필요한 물질. 단원자분자이고, 질량 3과 4의 두가지 동위원소가 존재하며 그 특징이 괭장히 다르다. 별이 거성으로 변화할때가 헬륨이 핵융합하기 시작하는 시점이다. 절대로 다른 원자와 결합하지 않는다.

3 Li 리튬 Lithum 가장 가벼운 금속원자이며 가벼운 합금을 제조하는데 사용하고, 전지제작에 사용된다.

4 Be 베릴륨 Berylium

5 B 붕소 Boron 물질의 정화에 사용하고, 핵발전소의 방사능 차단에 사용한다.

6 C 탄소 Carbon 흑연과 다이아몬드와 그으름의 성분. 유기물을 구성하며, 녹는점이 가장 높다.

7 N 질소 Nitrogen 대기의 80%를 차지하고 있으며 단백질의 주요 구성원소이다. 자체로는 안정적이어서 화합물을 이루지 않지만 번개나 뿌리혹박테리아에 의해서 비교적 쉽게 화합물로 바뀐다. 3대 강산인 질산

8 O 산소 Oxygen 대기의 19%를 차지하고, 일반적인 생명체가 호흡하는데 필요한 물질! 물의 주요 구성성분. 지각의 주요성분. 오존(O3)을 형성시켜서 성층권에서 자외선을 차단해 주고, 지상에서는 대기오염를 유발한다.

9 F 불소 Fluorine 소독약으로 사용되며, 충치예방 효과때문에 치약이나 수돗물에 소량 첨가한다. 불산(HF)을 형성하여 자체로는 강산은 아니지만 유일하게 유리를 녹인다.

10 Ne 네온 Neon 다른 원소와 절대 결합하지 않는 0족 원소로서, 네온사인에 주료 이용된다.

11 Na 나트륨 Sodium 소금의 주요 성분

12 Mg 마그네슘 Magnesium 초기에 가벼운 합금 제작에 주로 사용됨.

13 Al 알루미늄 Aluminum 가벼운 합금인 알루미나 제작에 주로 사용되어 일상생활에서부터 비행기에 이르기까지 폭넓게 사용되고, 원자로의 구성재료로 사용된다. 전기분해 이외의 방법으로는 순수하게 제련하기 어렵다.
양쪽성 원소

14 Si 규소 Silicon 반도체 기판으로 사용된다. 지각의 주요 원소. 산화된 SiO2 형태로 석영 결정을 형성한다. 광섬유에 이용된다.

15 P 인 Phosphorus 흰인과 붉은인 결정상을 갖으며, 생명체의 세포핵과 뼈에 포함된다. 인은 지각에서 소량씩 나오며 바다 속에 인산염의 형태로 퇴적해서 현재 급격히 양이 줄어들고 있다.

16 S 황 Sulfer 세포의 세포핵에 많이 포함되며, 화학제조에 많이 이용된다. 8개의 원자가 왕관형태로 붙어 결정을 형성한다. 석탄, 석유의 매연에 다수 포함되어 있어서 대기오염의 주범이며 3대 강산인 황산!

17 Cl 염소 Chlorine 상온에서 기체이며 소금의 주요 성분. 산의 형태는 3대강산인 염산

18 Ar 아르곤 Argon 무엇과도 반응하지 않는 0족원소이며(사실 약간 예외적으로 반응하는 경우가 있다.), 대기의 1%를 차지한다.

19 K 칼륨 Potassium

20 Ca 칼슘 Calcium 산화물의 형태로 물에 소량 녹으며 그것을 산호가 대규모로 참착시켜서 석회석을 만든다. 생명체의 뼈대를 구성하고, 신경전달물질로써 작용한다.

24 Cr 크롬 Chromium 무척이나 단단하고 미려하기 때문에 텅스텐과 함께 고가 금속제품의 표면에 도금되어 사용된다. 전기저항이 크고 녹는점이 비교적 높아 니켈과 합금하여 고품질 소재나 발열선으로도 이용된다.

25 Mn 망간 Maganess MnO2 형태로 과산화수소와 같은 물질을 분해하는 촉매제로 사용된다. 해저에 망간단괴의 형태로 다량 존재하는 것을 확인하여 미래의 주요 자원으로 생각된다.

26 Fe 철 Iron 지구 내핵, 외핵의 주요성분이면서 지각의 주요 구성성분이기도 하다. 산소를 뿜어내는 생명체 발생 직후 바닷물 속에 녹아있던 많은 철이온이 산화철 형태로 퇴적되어 현재의 철광산이 생성되었다. 철재 별똥별의 주요 구성성분이다. 추출과 가공이 쉬워서 가장 많이 사용되는 금속이지만 대기중의 산소에 의해 산회된 산화철은 다시 녹을 만드는 촉매로 작용하여 쉽게 녹이 생긴다.
정상적인 핵융합은 철까지 진행되는데 그 이유는 핵자당 에너지가 철이 가장 낮기 때문이다.(철~납 사이의 원소들은 핵자당 에너지가 거의 비슷한 편이다.)

27 Co 코발트 Cobalt 텅스텐과 합금(?:소결로 제작되는데 합금과는 약간 다르다. 파인세라믹스 형태이다.)되어 초경이라는 매우 단단한 물질로 사용된다.

28 Ni 니켈 Nickel 단단하여 견고한 금속제를 제작할때 사용되며, 도금에 주로 사용된다.

29 Cu 구리 Copper 가열시 추출되는 온도가 낮아 초기 문명사회에서 청동기로 사용된다. 은 이외에 가장 전기전도도가 좋아서 전선으로 사용되고 있으며, 열전도도도 은 이외에 가장 좋다. 화학적으로 안정되어서 어떠한 산에도 반응하지 않지만 공기중의 산소와 매우 천천히 결합해서 산화구리를 만들면서 서서히 검게 변한다.
절대로 초전도체가 되지 않는다.

30 Zn 아연 Zinc 화학적으로 불안정하여 건전지 제작에 사용되며, 얇은 철판에 도금되어 사용된다.(도금되는 이유의 설명은 쉽지 않다.) 구리와 합금하면 황동으로 기계제작 등에 주로 사용된다.

32 Ge 게르마늄 Germanium 반도체 기판의 주요 성분으로 규소와 함께 많이 사용된다.

35 Br 브롬 Bromine 비금속중에 유일하게 상온에서 액체로 존재하는 물질이다.

36 Kr 크립톤 Krypton 상온에서 단원자분자 형태의 기체로 존재한다. 몇가지 예외를 제외하고는 절대 다른 원자와 결합하지 않는다.

37 Rb 루비듐 Rubidium

38 Sr 스크론튬 Strontium 불꽃반응시 붉은색의 반응을 보인다.

46 Pd 팔라듐 Palladium

47 Ag 은 Silver 전기전도도와 열전도도가 가장 좋다. 예전부터 귀금속으로 사용됐으며, 고가의 오디오 기기에 사용된다.
그 색이 특이해 귀금속으로 많이 사용되며, 금을 채광할때 (금보다 더 많이) 산출된다. 금과 함께 합금하여 귀금속으로 사용된다.
화학적으로 매우 안정적이지만 공기중의 수분과 결합해 쉽게 검게 변한다. 하지만 환원환경을 조성해주면 다시 원래대로 쉽게 되돌아간다.

48 Cd 카드뮴 Cadmium 각종 건전지 등에 사용되며 주요 수질오염의 주범이다.

50 Sn 주석 Tin 철판등에 도금하여 사용한다. 구리와 합금해서 청동을 만들어 사용하는데, 초기 인간문명이 발생했을 당시부터 많이 사용했던 물질!

53 I 요오드 Iodine 상온에서 보라색의 뾰족한 결정을 형성시킨다. 녹말을 검출할때 사용하는 요오드팅크 용액의 형태로 사용하며 인체의 면역력을 강화시켜주는 성분이기도 하다.(그래서 산모들이 미역국을 먹는다. ^^)

54 Xe 크세논 Xenon 상온에서 단원자분자 형태를 띄는 기체이다. 몇가지 예외적인 경우를 제외하면 다른 원자와 절대로 반응하지 않는다.

55 Cs 세슘 Cesium

56 Ba 바륨 Barium

74 W 텅스텐 Tungsten 녹는점이 가장 높은 금속원소이며, 끓는점이 가장 높은 원소이다. 무겁지만 매우 단단한 물질로서 각종 귀중품의 도금에 사용된다.
초경으로 소결시키면 매우 단단한 물질이 되므로 사용처가 다양하다. 소량만 산출된다.

78 Pt 백금 Platinum 화학적으로도 괭장히 안정되있고, 단단하며, 각종 반응에 촉매로 많이 사용된다. 그 특유의 광택이 고품격이고 세련되어 각종 장식품 등에 도금으로 많이 사용된다. 산업적 사용처가 무척 다양하지만 채광량이 적기 때문에 가격이 무척이나 비싼 편이다.

79 Au 금 Gold 금은 특별한 설명이 필요없을 정도로 유명한 금속이다.
화학적으로 매우 안정적이어서 어떠한 경우에도 다른 물질과 반응하지 않는다. 왕수에 의해서 녹기는 하지만 그것은 일반적인 화학반응과는 좀 틀린 착이온 형태로 녹이는 것이다.
전기적은 접촉성이 좋아서 각종 오디오 기기의 연결단자에 도금되어 사용된다. (전기저항이 크기때문에 기기 자체를 제작하지는 않는다.
그 색이 특이하고 화려하기때문에 예로부터 중요한 금속으로써 화폐의 기준으로 사용되었다.

80 Hg 수은 Mercury 상온에서 유일한 액체형태를 띄는 금속이다. 각종 전지에 사용되며, 브라운관이나 형광등 등에 사용되었다. 수질오염의 주범으로 특히 금광과 관련되어 심하게 수질오염을 시키고 있다.

82 Pb 납 Leed 회백색의 연성과 전성이 풍부한 금속으로 고대 중국에는 입에 물고 있으면 미인이 된다하여 양귀비가 입에 물고 있었다고 한다.
밀도가 높기때문에 낚시의 추로 사용되며 화학적으로 상당히 안정적인 편이다.
핵분열 반응시에 납까지 반응을 하고 멈추게 되는데 핵자당 에너지가 납이 가장 낮은 편이기 때문이다.(철~납 사이의 원소들은 핵자당 에너지가 거의 비슷한 편이다.)
방사능을 잘 막는 차폐제로 많이 사용된다.

85 At 아스타틴 Astatine

86 Rn 라돈 Radon

87 Fr 프란슘 Francium

88 Ra 라듐 Radium

92 U 우라늄 Uranium 자연계에 존재하는 원소들 중에서 가장 무거운 원소이다. 반감기가 45억년!
동위원소가 여럿 있지만 그 중 235와 238이 가장 쓰임새가 다양하다. 235는 원자력발전에 주로 사용되고, 238은 원자폭탄에 주료 사용된다.
자체로는 매우 단단한 금속이지만 항상 자연방사능붕괴를 하므로 여러가지 다른 용도로 사용되는 것은 바람직하지 않다. 매장량이 북한이 세계 최대이다.

94 Pu 플루토늄 Plutonium 자연계에 존재하지 않고, 우라늄을 이용한 원자로에서 인공적으로 생성된다. 다시 원자력발전에 사용될 수도 있으나 원자폭탄의 재료로 사용될 수도 있다.