지난 시간에는 지진을 감지하는 데 쓰이는 원소 ‘이터븀(Yb, 원자번호 70번)’에 대한 이야기를 들려 드렸습니다. 오늘은 천연 원소로 추측되는 인공 원소 ‘하슘(Hs, 원자번호 108번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.
원자번호 108번 하슘(Hs)은 초악티늄 원소의 하나이며, 7주기 8족에 있는 전이금속입니다. 8족 원소에는 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os)이 있는데, 하슘은 오스뮴 바로 아래에 있어 에카-오스뮴(eka-osmium)이라 불리기도 하며, 화학적 성질도 오스뮴과 비슷한 것으로 추측됩니다. 하슘은 표준상태에서 은색 금속 고체이고, 산소와 잘 반응할 것으로 예측됩니다.
1960년대 초반 구 소련 화학자가 천연 몰리브데넘 광석에서 하슘의 동위원소를 발견했다는 주장이 있었지만, 이 주장은 검증되지 않았습니다. 시간이 흐른 1984년 독일 헤센주의 다름슈타트에 있는 중이온연구소(GSI)가 하슘의 존재를 발견하였는데요.
피터 아름 브루스터(Peter Armbruster, 1931~present)와 고트프리트 뮌첸베르크(Gottfried. Műnzenberg, 1940~present)가 이끄는 연구팀은 납208 표적에 중이온 선형가속기로 가속시킨 철 58 이온을 조사해 108번 원소의 동위원소를 합성했습니다. 같은 시기 구 소련 연구진도 108번 원소의 합성을 보고했지만 국제순수응용화학연합(IUPAC)과 국제순수응용물리학연합(IUPAP)의 합동작업 팀은 독일 측의 보고가 더 신뢰성이 높다고 평가하였습니다.
하슘의 원소 이름은 독일 중이온 가속기 연구소가 소재한 독일 헤센(Hessen)주의 중세 라틴어 이름 하시아(Hassia)에서 유래했습니다. 저명한 과학자인 오토 한(Otto Hahn)의 이름을 따 ‘하늄’을 제안하기도 했으나, 채택된 이름은 ‘하슘’이었습니다.
하슘은 모든 동위원소들의 반감기가 아주 짧은 방사성 원소인데, 알려진 것들 중에서 가장 안정한 동위원소의 반감기가 약 9.7초에 불과합니다. 지금까지 합성된 원자 수는 100개 가 조금 넘는 정도입니다. 반감기도 짧아 화학적 특성은 잘 알려져 있지 않습니다. 앞서 말씀드린 것처럼 하슘은 오스뮴 바로 아래에 있어 에카-오스뮴(eka-osmium)이라 불리기도 하며, 화학적 성질도 오스뮴과 비슷한 것으로 추측됩니다. 또한 긴 수명의 핵 이성질체(질량수와 원자 번호는 같지만, 그 밖의 성질이 다른 원자핵)가 있을 가능성이 있어, 미래에 실용적으로 사용될 여지도 있습니다.
독일(Germany)이란 나라 이름을 딴 원소로는 저마늄(Ge, 원자번호 32번)이 있고, 가속기연구소가 위치한 주 이름과 도시 이름을 각각 딴 하슘과 다름슈타튬(Ds, 원자번호 110번)이 있어 독일은 미국과 함께 국가 이름과 핵물리학 연구소가 있는 주 이름, 도시 이름을 딴 원소가 있는 나라가 되었습니다. 다음 이 시간에는 란탄계열 원소들 중에서 지구 상에 가장 적게 존재하는 원소지만 금보다는 100배나 더 많은 원소 툴륨(Tm, 원자번호 69번)에 대한 재미있는 정보로 돌아오겠습니다.
출처> 누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기) /원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기) / Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)
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