제논(크세논)원소의 성질과 이용

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제논(크세논, 지논 Xenon, Xe)

원소의 성질과 이용

 

 

󰋯  원자번호：54

󰋯  족：18족(5주기), 희유기체원소(noble gas, rare gas)

󰋯  원자량：131.293

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 18, 8

󰋯  밀도：기체(5.894 g/L), 액체(3.057 g·cm^-3)

󰋯  mp：-111.7℃ / 󰋯  bp：-108.12℃

 

18족에 속하는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈 이 6가지 원소는 희유기체원소, 희유가스 또는 희유원소(noble gas)라 부른다. 공기 중에 원자 상태로 극미량 존재하는 제논은 공기보다 약 5배 무거우며, 무색 무미 무취의 원소이다. xenon이라는 명칭은 ‘이상한 존재’를 뜻하는 그리스어 xenos 에서 왔다. * (Xe를 과거에는 ‘크세논’으로 불렀으나 지금은 영어발음에 가까운 ‘제논’ 또는 ‘지논’을 많이 쓴다.)

 

제논은 영국의 화학자 램지(William Ramsay 1852-1916)와 트래버스(Morris Travers 1872-1961)가 1898년에 공동으로 발견했다. 두 과학자는 제논 외에 네온과 크립톤도 함께 발견했다. 제논은 처음  발견 때도 그랬지만 지금도 액화시킨 공기를 분별(分別) 증류하여 생산한다.

 

 

화학자들은 오래도록 희유가스는 다른 원소와 화합하지 않는다고 믿었다. 그러나 1962년, 영국의    화학자 바틀레트(Neil Bartlett 1932-2008)는 제논과 백금(Pt)과 플루오린(F)을 결합시켜 황적색 고체 화합물을 합성하는데 성공했다. 이 소식에 자극을 받은 여러 화학자들은 몇 달 후 더 간단한 방법으로 제논과 플루오린의 화합물을 몇 종류 더 합성해냈다. 현재까지 제논과 크립톤 외의 희유원소의 화합물은 만들지 못하고 있다.

 

제논을 넣어 만든 사진 촬영용 플래시램프(flash lamp)는 매우 밝은 백색광을 낸다. 예를 들어 고무풍선이 터지는 순간처럼 초단시간에 촬영할 수 있도록 강한 빛을 방사해야 하는 플래시에는 크세논과 크립톤 가스를 넣은 램프를 사용한다. 핵실험을 할 경우, 대기 중에서 방사성 제논이 검출되기 때문에 이를 통해 핵실험 유무를 파악할 수 있다.

 

제논은 레이저 생산에도 이용된다. 감마선을 방출하는 방사성 동위원소인 Xe-133과 Xe-129는 방사선의학에서 신체 내부를 촬영하는 PET(중성자방출 단층촬영장치), CT, MRI에 이용된다. 근년에 와서는 제논을 이온로켓(이온엔진)의 연료로 사용하게 되어 더욱 중요한 원소로 취급받고 있다. 현재 제논의 성질과 용도는 활발히 연구되고 있다.

 

 

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