안녕하세요, 열려라! 즐거운 화학세상 여러분~

지난번에 제가 썼던 신기한 화학 원소들(1) 기사를 보셨나요?

오늘은 신기한 화학 원소들(1)에 나온 화학 원소들 보다 더욱 신기한 원소들에 대해 알려드리겠습니다.

1. 센물을 만드는 칼슘

칼슘은 대리석, 석회석, 방해석, 형석, 석고, 백운석, 인산염 따위에 많이 들어 있는 은백색의 연한 금속으로, 연성과 전성이 있고 산소 염소와 잘 화합하며 주황색의 불꽃 반응을 보입니다. 동물 뼈의 주성분이며, 이온 조절 기능에 관여해요. 칼슘의 원자 기호는 Ca, 원자 번호는 20, 그리고 원자량은 40.08이에요. 칼슘은 물렁물렁하고 은색 빛이나는 금속이어서 칼슘이 물에 녹으면 센물이 되요. 비누 거품이 잘 생기지 않고, 표면에 버캐(엉겨서 굳어진 찌꺼기)가 끼며 수돗꼭지에 석회석 물때가 생긴답니다. 센물은 비누 거품이 잘 일지 않아 목욕이나 세탁에 적합하지 않으며, 보일러의 파이프 내부에 딱딱한 물질이 붙어 파이프가 터지는 사고가 생길 수도 있어요. 칼슘은 사람 몸 무게의 약 1.4 퍼센트를 차지 하는데, 몸 속 칼슘의 약 99퍼센트는 뼈와 치아에 있고, 나머지 1퍼센트는 혈액 같은 체액에 있어요. 그리고 우유, 치즈, 뼈째 먹는 생선, 녹색 채소, 콩, 곡류, 해조류 등에는 칼슘이 들어 있어서 많이 먹으면 키가 잘 자라요.

2. 생명을 유지하는 데 필요한 원소, 아연

아연은 질이 무르고 광택이 나는 청색을 띤 흰색의 금속 원소에요. 섬아연석, 능아연석 따위로 존재하며, 상온에서는 무르나 100~150℃에서는 전성과 연성이 커지며, 습기에 닿으면 표면에 얇은 막을 만들어 내부를 보호해요. 철판이나 강철의 산화를 방지하는 도금이나 양은, 황동 따위의 합금으로 써요. 녹는점은 419.5℃, 끓는점은 907℃, 아연의 원자기호는 Zn, 원자 번호는 30, 원자량은 65.38이에요. 아연은 사람의 몸속에서 세포를 구성하고, 생리 기능을 조절하는 가장 대표적인 물질 가운데 하나에요. 아연은 육류와 굴, 게, 새우 등의 어패류, 간 등에 많이 들어가 있어요. 그리고 철에 아연을 입히면 잘 녹슬지 않아요. 철은 산소와 만나면 녹이 쓰는데, 철로 만든 철사는 녹이 잘 쓸지 않아요. 왜 그럴까요? 그 이유는 철사에 들어있는 아연 때문이에요. 철사에 아연 도금을 하면 겉면의 아연이 부식되어도 안쪽의 철사는 보호된답니다.

3. 상온에서 액체 상태인 금속 원소, 수은 

수은은 상온에서 유일하게 액체 상태로 있는 은백색의 금속 원소에요. 천연으로 산출되는 진사를 불에 녹여서 얻는 물질로, 독성이 있으며 질산에 쉽게 녹아요. 어떤 금속과도 쉽게 합금을 만들어 아말감이 되요. 금을 정련하거나, 의약, 화약, 살충제, 온도계, 기압계 따위를 만드는 데 써요. 수은의 끓는점은 356.6℃, 어는점은 영하 38.87℃, 원자 기호는 Hg, 원자 번호는 80, 원자량은 200.59에요. 수은은 사람의 몸속에 흡수되면 배출되지 않고 쌓이는데, 수은에 중독되면 신경계에 이상이 생겨서 언어 장애, 운동 장애 등이 나타나고 심하면 온몸이 마비되기도 해요. 예전에는 치아의 썩은 부분을 막는 치과 재료나 화장품 성분으로 쓰이기도 했지만, 현재는 건강과 안전을 위해 더는 쓰이지 않고 있어요. 그리고 수은은 작고 성능이 우수해서 카메라, 탁상 컴퓨터, 보청기 따위에 널리 쓰였어요. 그리고 수은은 온도계에도 쓰이는데요, 온도계는 온도에 따른 물질의 부피 변화를 이용하여 만드는 것으로, 수은으로 온도계를 만들면 비교적 정확하게 온도를 측정 할 수 있어요. 주변의 온도가 높아지면 수은의 부피가 커져서 수은 막대의 높이가 높아지는 것을 보고 온도를 알 수 있어요. 수은은 팽창률이 커서 온도 변화에 따른 수은 막대의 높이 변화가 눈에 잘 보여서 온도계를 만드는데 많이 이용되었어요. 하지만 수은의 위험성이 널리 알려지면서 센서를 이용하는 온도계로 대치되고 있답니다. 1953년 일본의 미나마타리라는 어촌에서 물고기가 떼죽음을 당한 사건이 있었어요. 그 때 어부들은 그 생선을 잡아먹었지요. 하지만 그것이 불행의 시작이었어요. 생선을 먹은 사람들에게 원인을 알 수 없는 병이 생겼기 때문이에요. 그 병이 생기면 시야가 좁아지고 잘 들리지 않으며, 언어 장애, 시각 및 청각 장애 등이 나타나요. 심한 경우에는 정신 이상 증세를 일으키는가 하면, 죽는 사람도 적지 않았어요. 이 병을 미나마타병이라고 하는데, 조사를 해보니 수은 중독이 원인이었어요.

4. 고대 중국에서 금이었던 납

납은 푸르스름한 잿빛의 금속 원소에요. 금속 가운데 가장 무겁고 연하며, 전성은 크나 연성은 작아요. 공기 중에서는 표면에 튼튼한 산화 피막을 만들어 안정하며, 불에 잘 녹아요. 납은 연판, 연관, 활자 합금 따위로 쓰고, 원자 기호는 Pb, 원자 번호는 82, 원자량은 207.19에요. 로마 사람들은 납의 무거운 특성을 살려 무게를 재는 추로 만들어 썼어요. 또한 로마 시대에는 배수관을 만들어서 사용하기도 했어요. 한때 사람들은 고대 로마 문명을 멸망시킨 문명으로 납을 꼽기도 했어요. 병원에서 엑스레이로 몸의 뼈를 촬영할 때 납으로 된 물건을 걸치면 그 부분이 찍히지 않아요. 납이 방사선의 일종인 엑스레이를 막기 때문이에요. 납은 잘 녹슬지 않고 다루기 쉬운 특성 때문에 오랫동안 사람들에게 사랑받았어요. 고대 중국에서는 황금(금), 백금(은), 흑금(철), 청금(납)을 5색 금이라고 하여 귀하게 여겼어요. 하지만 요즘에는 사람들은 납을 두려워해요. 사람들에게 치명적인 해를 끼치기 때문이에요. 사람들이 납 중독에 걸리는 원인을 살펴보면, 많은 경우 납 성분이 들어있는 페인트와 납이 함유된 파이프를 통해 나온 물 때문이에요. 납에 중독된 사람은 얼굴이 창백하고, 우울감을 느끼며, 감정이 불안정해져요. 소화가 잘 안되고 식욕이 사라지는가 하면, 심하게 배가 아프고 빈혈이 나기도 해요. 또한 두통에 시달리거나 현기증이 나며, 시력에도 문제가 생겨요. 심한 경우 손가락이나 손, 손목부터 시작되어 온몸이 마비되기도 해요. 이 같은 납 중독은 치료하는데 오랜 시간이 걸린답니다.

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참고자료: 화학원소 아파트(이영란 글)