원소로 보는 화학사 Vol.039. '원자번호 36번 크립톤(Kr)을 소개합니다'
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화학이야기

원소로 보는 화학사 Vol.039. ‘원자번호 36번 크립톤(Kr)을 소개합니다’

2018년 12월 26일

원소로 보는 화학사 원자번호 36번 ‘크립톤’을 소개합니다 #원소 #크립톤 #크립톤의_발견 #윌리엄_램지 #모리스_윌리엄_트래버스 #크립톤의_사용 #레이저 #네온사인 #섬광등

지난번 ‘원소로 보는 화학사’에서는 18족 비활성 기체이면서 조명, 레이저, 흑연 전기로, 아크 용접, 반도체 성장, 식품 포장의 보호 기체 등으로 사용되는 원소 ‘아르곤(원자번호 18번)’에 담긴 화학이야기를 소개해드렸습니다. 오늘은 아르곤과 같이 18족 비활성 기체이면서 형광등, 고출력 자외선 레이저, 고속 사진 촬영 섬광등, 네온사인 등 다양한 곳에 사용되는 원소 ‘크립톤(원자번호 36번)’을 소개해드릴게요.


원자번호 36번 ‘크립톤’을 소개합니다!

크립톤 보이스 krypton voice 공기보다 무거운 크립톤 기체가 목과 기도, 폐를 채우고 평소보다 낮은 진동수를 만들어 내는 저음.

크립톤(Krypton)은 대기의 0.0001%를 차지하는 원소입니다. 냉각시켜 액체 공기 100L를 만들면 단 한 방울 얻을 수 있을 만큼 희소가치가 높습니다. 반응성, 색, 냄새 등 어떠한 특징도 밝혀지지 않았습니다. 주기율표를 통해 크립톤의 무게와 특성을 예측하지 못했다면 존재를 파악하는 데 훨씬 더 오래 걸렸을 것입니다.

헬륨을 마시면 목소리가 고음으로 바뀌는 것처럼 크립톤을 마셔도 목소리가 변하는데요. 이를 ‘크립톤 보이스(krypton voice)’라고 합니다. 공기보다 무거운 크립톤 기체가 목과 기도, 폐를 채우고 평소보다 낮은 진동수를 만들어 저음을 냅니다. 헬륨처럼 많이 마시면 산소 부족 증상이 나타나지만, 크립톤은 워낙 비싸 경험하기도 어렵습니다.

‘크립톤’이 발견되기까지의 과정, 그리고 원소명의 유래

영국 화학자 윌리엄 램지(William Ramsay, 1852-1976), 영국 화학자 모리스 윌리엄 트래버스(Morris William Travers, 1872~1961)

영국의 화학자 윌리엄 램지(William Ramsay)는 네온, 아르곤, 헬륨의 발견에 기여했습니다. 그는 이 원소들 외에도 아직 발견되지 않은 원소가 대기 중에 존재하리라 생각했습니다. 그리고 그는 그의 조수인 모리스 윌리엄 트래버스(Morris William Travers)와 함께 원소량 4와 40 사이에 위치하는 새로운 희유기체 원소를 탐색하기 시작했습니다. 1898년 이들은 소량의 액체공기를 신중하게 증발시키고 질소, 아르곤, 산소를 제거했습니다. 그러자 남은 액체 속에서 아르곤보다 분자량이 크고 오렌지색과 녹색의 독특한 베케선(굴절률이 다른 2개의 물질을 현미경으로 관측할 때 경계선을 따라 빛나 보이는 선으로 휘선이라고도 함)을 발하는 기체가 확인되었습니다. 크립톤은 다른 희유기체 원소보다 발견하기 어려운, 숨어있는 존재였던 것이죠.

크립톤(krypton)이라는 원소명은 어디에서 유래된 것일까요? 이 원소는 공기 중에 숨어 있던 존재였기 때문에 그 이름도 ‘숨겨져 있다’는 뜻의 그리스어 ‘kryptos’에서 유래된 것입니다.

‘크립톤’은 어디에 사용될까요?

‘크립톤’은 어디에 사용될까요? 핵실험 감지, 공항 활주로 유도등, 백열전구, 레이저 쇼/홀로그램

핵실험 감지

땅속 깊은 곳에서 하는 핵실험을, 우리는 어떻게 아는 것일까요? 그 비밀은 크립톤과 제논에 있습니다. 두 원소는 핵분열 과정에서 다량 생성되기 때문에 어떤 지역에서 크립톤과 제논 농도가 급격히 증가했다면 핵분열이 일어난 것으로 예측할 수 있습니다.

램프와 레이저

크립톤도 다른 비활성 기체들과 마찬가지로 램프와 레이저에 사용됩니다. 크립톤으로 채운 램프는 아주 밝은 흰색 빛을 내서 공항 활주로 유도등으로 쓰입니다. 또한, 백열전구에 크립톤을 첨가하면 아르곤보다 효과적으로 전구의 수명과 효율을 향상할 수 있습니다. 백색광을 내는 크립톤 레이저는 각종 레이저 쇼와 홀로그램에 사용되고 있습니다. (백색광은 가시광선의 모든 빛이 혼합된 색입니다)


한눈에 보는 ‘크립톤’

오늘은 18족 비활성 기체이면서 형광등, 고출력 자외선 레이저, 고속 사진 촬영 섬광등, 네온사인 등 다양한 곳에 사용되는 원소 ‘크립톤(원자번호 36번)’을 소개해 드렸습니다. 다음 ‘원소로 보는 화학사’에서는 단맛을 내지만 독성이 크다는 반전 있는 원소 ‘베릴륨(원자번호 4번)’에 담긴 흥미로운 화학이야기로 찾아오겠습니다.

 

또 다른 원소이야기가 궁금하다면? 원소로 보는 화학사 바로가기>

 

<내용 출처> 누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기) / 원소의 세계사 (주기율표에 숨겨진 기상천외하고 유쾌한 비밀들) /원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기) / Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)

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