<과학교사가 알려주는 원소이야기 20.

경기장에서 열정을 환하게 밝혀주는 스칸듐>

 

 

 

 

안녕하세요! 과학교사 정은희입니다. 요즘 야구경기가 한창이죠? 야구 경기를 볼 때마다 경기장을 환하게 밝혀주는 조명 덕분에 저녁에도 우리는 선수들의 경기와 관중들의 환호를 빼놓지 않고 다 볼 수 있어요. 이 경기장의 조명에도 원소의 비밀이 숨겨져 있답니다!

 

 

  

주기율표의 빈자리 에카붕소의 정체를 알다.

 

스칸듐, Scandium은 1879년에 스웨덴의 닐슨이 추출해냈지만, 그 정체를 밝히지는 못했었습니다. 그러나 후에 클레베는 멘델레예프가 주기율표에 등장할 것이라고 예언했던 에카붕소가 스칸듐이라는 것을 밝혔냈죠. 스칸듐의 이름은 원소가 발견된 스칸디나비아의 라틴어명인 Scandia에서 유래했습니다. 스칸듐은 존재량이 적어 광석에서 직접 얻기보다는 우라늄과 텅스텐 생산의 부산물로 생산합니다.

이렇게 생산되는 전세계 생산량은 산화스칸듐 기준으로 2톤인데, 소비량은 5톤이나 되어 나머지 3톤은 예전 냉전 시대에 구소련이 비축해두었던 것으로 충당한다고 하네요!

 

 

 

스칸듐의 성질

스칸듐은 무르고 가벼운 은백색의 고체입니다.  스칸듐은 물과 반응하여 수소 기체를 방출하지만, 공기 중의 산소와는 잘 반응하지 않습니다. 공기와 닿으면 표면이 거무스름해지는 정도입니다. 공기 중에서 연소하면 밝은 노란 빛을 방출하면서 산화스칸듐을 생성합니다. 

 

 

 

항공우주부품과 야간 조명 속 스칸듐

 

첫번째로 스칸듐은 알루미늄처럼 가볍고 부식성이 적으며 녹는점이 높은 특성이 있습니다. 그래서 알루미늄과 화합물을 만들면 강도와 탄성, 용접성이 크게 향상되어 항공우주 부품에 많이 사용됩니다. 대표적으로 러시아의 군용기인 미그-21기와 미그-29기, 냉전시기에 개발된 소련의 ICBM 탄두에도 쓰였다고 하네요. 구소련이 많은 양의 스칸듐을 비축해둔 이유가 있었네요.

두 번째로 수은을 이용한 광원에 요오드화스칸듐을 첨가하여 만든 강한 밝기의 할로젠 램프는 전시물이나 경기장의 야간 조명에 많이 쓰이죠. 이 램프의 빛은 태양 빛과 유사하여 TV나 영화 촬영 등에서 천연색을 내기 위해 사용되기도 하고, 발아촉진제와 같은 식물 재배용으로도 쓰입니다.

현재까지는 환경적인 요인과 경제적인 부담으로 스칸듐에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았습니다. 앞으로 연구가 활발하게 이루어져야 할 텐데, 스칸듐의 양이 제한적이고 여러 광물에 산재해있어 가능할지는 미지수입니다.

 

 

 

선생님의 한마디

스칸듐은 희토류(희귀한 흙)에 속합니다.

그러나 스칸듐을 생산하는 국가가 많지 않아 공급이 적지만 항공이나 휴대폰 등 쓰이는 곳이 많아 향후 자원전쟁이 벌어질 가능성이 많습니다. 중국에는 전세계 희토류의 3분의 1가량이 매장돼 있습니다. 그러나 생산량으로는 전세계 공급량의 90% 안팎을 차지하죠 . 하지만 중국이 2009년에 수출을 줄이겠다고 발표하기도 하였습니다.그 이후 중국의 시장 점유율은 감소하여 중국 국토자원부는 작년 희토류 업계 통폐합 카드를 꺼내들기도 했었죠. 그리고 이번달 4월 5일에 중국 정부는 북한으로부터 희토류 금속 수입을 금지하겠다고 선언하기도 했습니다.

희토류 생산과 개발에 있어서 앞으로 중국의 움직임과 그에 따라 어떠한 변화가 올지 관심을 가지고 지켜봐야겠어요 : ) 


 

 

 

 

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『유쾌발랄 화학스토리』 멘델레예프 이야기

 

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

우리가 배운 원소들도 지도라는게 있는데요.

각자의 특성에 맞게 나열되어 번호를 가지고 있죠?!

이 원소지도를 누가 만들었을까요?

오늘은 화학도들에게 공부를 시작할 때 가장 처음에 배우는 원소주기율표를 만든 멘델레예프에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

19세기에는 새로운 원소들이 많이 발견되기 시작했습니다.

하지만 이 원소들의 성질과 원자량 사이의 명확한 규칙이나 원리가 부족했죠.

 

 

화학 중에 원소는 매우 중요한 역할을 하고 있음에도 법칙을 발견하지 못하여

많은 화학자들의 연구대상이 되고 있었죠.

 

 

러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프는 바로 이런 원소들을 관찰한 결과,

일정한 주기로 원소들의 특징이 반복되는 것을 알게됩니다.

 

 

 

멘델레예프는 종이카드에 직접 원소와 성질, 원자량을 쓴 다음 여러번 배열하기를 시도해보죠. 하지만 배열하는 방법을 찾기란 쉽지 않았습니다.

 

 

 

원소의 배열에 대해 고민하던 중 멘델레예프는 꿈을 꾸게 됩니다.

꿈속에서 본 원소들의 표를 보고 정확한 주기율표를 작성하게 되죠.

너무 바라고 생각하다보니 꿈 속에서도 계속해서 연구했던 것이죠.

 

 

 

 

멘델레예프가 작성한 주기율표는 위와 같이 원소 54개를 포함하고 있습니다.

이후에 꾸준한 원소발견을 통하여 현대 화학에서 알려진 원소는 118개에 이르게 됩니다.

 

 

 

화학의 기본지도가 되어준 원소 주기율표.

이 위대한 발견은 멘델레예프의 끊임없는 열정 때문에 가능했던 것 같습니다.

여러분들도 간절히 원하고 바라는 것을 계속 생각하고 되뇌이면 언젠가는 그것에 대한 해답을 찾게 되지 않을까요?

 

 

 

 

 

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