안녕하세요, 송송입니다. 이번에도 돌아온 원소 주기율표 간단히 파헤치기.. 16번 황(S)부터 18번 아르곤(Ar)까지 함꼐 알아보도록 하겠습니다!
16. 황 (S, Sulfur)
| 분류 | 데이터 |
| 원자번호, 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) |
| 상온에서의 홑원소 상태 | 비금속 - 고체 |
| 주요 화합물 | Na2SO4(황산나트륨), MgSO4(황산마그네슘), H2SO4(황산) 등 |
| 동위 원소 | 32S(94.99%), 33S(0.75%), 36S(0.01%) |
- 원소 이름의 유래 : 사스크리트어 "불의 근원(Sulvere)"에서 유래된 라틴어 "Sulphurium"
일반적으로 황(S)은 고체 상태이지만, 약간의 열에 의해 액체나 기체가 되는데요, 우리가 알고 있는 황은 주로 화산 근처에서 보이는 유황으로 생각됩니다. 순수한 황의 경우는 노란색이며 무취의 독성이 작습니다. 그러나, 대부분의 황 화합물은 심한 냄새와 독성이 동반되는 위험한 물질입니다.
황의 경우는 대부분 화합물로 사용되고 있습니다.
대표적으로 Acid(산)으로 사용되며 황산(Sulfuric acid)는 산업적으로 가장 중요한 화학 물질 중 하나로, 배터리, 비료, 염료 등에 사용되고 있습니다.
뿐만 아니라, 반도체 산업에서 세정 공정에 널리 사용되고 있는데요, 황산의 경우는 SPM 세정(유기물제거)에 사용되고 있는데요, 이때, 황산과 과산화수소(H2O2)의 화합물인 피라냐 용액(Piranha solution)을 사용하고 있습니다.
17. 염소 (Cl, Chlorine)
| 분류 | 데이터 |
| 원자번호, 양성자 수 | 17 |
| 원자가 전자 수 | 7 |
| 원자량 | 35.446 ~ 35.457 |
| 녹는점 | -101.0 ℃ |
| 끓는점 | -33.97 ℃ |
| 밀도 | 0.003214 |
| 상온에서 홑원소의 상태 | 기체 |
| 주요 화합물 | HCl, NaCl, NH4Cl, CCl4, KCl 등 |
| 동위 원소 | 35Cl(75.76%), 37Cl(24.24%) |
- 원소 이름의 유래 : 그리스어 "황록색(Chloros)"
염소(Cl)은 나트륨과 마찬가지로 소금(NaCl)으로 우리에게 친근한 원소입니다. 염소(Cl)은 강한 산화력과 살균력으로 의복이나 식기류의 표백제 역할을 하고, 수영장이나 음용수 등의 소독제로도 사용되고 있습니다. 뿐만 아니라, 식품용 랩은 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride)으로 이루어져 있고, 흔히 사용하는 페트병은 폴리염화비닐(PVC, Polyvinyl Chloride)로 이루어져 있습니다.
특히, HCl(염산)은 우리가 가장 잘 알고 있는 위험한 산입니다. 염산에 피부가 닿으면 끔찍한 일이 일어난다는 것 쯤은 다들 살면서 들어보셨을겁니다. 따라서 염산을 취급할때는 이에 맞는 안전 보호구를 모두 착용하고 반드시, 일반적인 공간이 아닌, 후드(Hood)나 글로브 박스(Glove box) 내에서 작업을 진행해야합니다. 염산의 경우는 물과 접촉하면 발열 반응이 일어나기 떄문에 신중하게 사용되어야 합니다. 보통 염산은 내식성 테스트를 진행할 때, 많이 사용되고 있습니다. 염산 또한, 반도체 분야 중 세정 공정에서 사용되는 물질입니다.
18. 아르곤 (Ar, Argon)
| 분류 | 데이터 |
| 원자번호, 양성자 수 | 18 |
| 원자가 전자 수 | 0 |
| 원자량 | 39.948 |
| 녹는점 | -189.3 ℃ |
| 끓는점 | -185.8 ℃ |
| 밀도 | 0.001784 |
| 상온에서 홑원소의 상태 | 기체 |
| 주요 화합물 | - |
| 동위 원소 | 36Ar(0.3336%), 38Ar(0.0629%), 40Ar(99.6035%) |
- 원소 이름의 유래 : 그리스어 "일(Ergon)과 부정접두어 (an)"을 붙여서 일하지 않는 게으름뱅이란 뜻
아르곤(Ar)은 대표적인 비활성 기체중 하나로 상온에서 무색무취의 안정합니다. 이와 같은 비활성 기체인 헬륨(He)과 네온(Ne)에 비해 공기중에 더 많은 비율을 갖고 있습니다. 고온에서 안정적이기 때문에 주로 철강 제조시 사용되며, 용접에 불황성 가스로서 사용되고 있습니다. 뿐만 아니라, 백열등 내부에 존재하는 텅스텐 필라멘트가 산화되지 않기 위한 충전 가스로도 사용되고 있죠
반도체 분야에서도 아르곤 가스는 중요한 역할을 합니다. 비활성 기체로 다른 물질과의 반응이 없기 때문에, 우리가 예상치 못한 반응물들이 생성되지 않는다는 장점이 있습니다.
그렇다면 다른 18족의 제논(Xe), 크립톤(Kr) 등도 좋지 않을까??
정답은 맞다! 이 둘도 다른 물질과의 반을을 하지 않는 비활성 기체지만 아르곤(Ar)을 주로 사용하는 이유는 저렴하고 다루기 쉬운 물질이기 때문입니다.
뿐만 아니라, 아르곤 가스는 질소 가스와 같은 용도로 진공 분위기를 퍼지 또는 벤트하는 역할도 하고 있으며, 만약 대기중에서 산소와 반응하는 물질들을 사용할때, 아르곤과 같은 비활성 가스 분위기로 치환하여 이를 방지할 수 있다.
이번에도 3가지 원소에 대해 알아보았습니다!
고생하셨습니다.