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[자연과학]합성 원소

비어 있는 부분은 태양계에 없는 원소들입니다.없는 원소들에 대한 발견 역사를 찾다보니, 전부다 인간에 의해 인위적으로 만들어진 원소라는 사실을 알게 되었습니다.테크네튬 technetium천연에는 존재하지 않으나 1937년에 세를레 등이 사이클로트론으로 가속한 중양전자를 몰리브덴에 조사하여 만든 최초의 인공원소, 원자번호 43인데, 오랫동안 주기율표의 이 위치의 원소는 존재하지 않았다. 이름은 의 뜻. 원소 기호는 Tc, 비중 11.50, 녹는점은 2170℃. 16종의 동위원소가 알려져 있다. 99Tc(반감기 2.14 x 105년)은 우라늄의 자발핵분열로 생기는 천연방사성동위원소이다. 또 99mTc(반감기 6.02시간, 99m의 m은 들뜬 상태의 핵, 즉 이성핵을 나타낸다)는 암의 진단에 쓰이는 중요한 방사성동위원소이다.프로메튬 prometium란타노이프에 속하는 원소의 하나. 원자번호 61, 원소기호는 Pm. 천연으로 존재하지 않으며, 61번 원소로서 주기율보에 빈 칸이었는데, 1947년에 처음으로 핵분열 생성물에서 발견되었다. 동위원소는 모두 방사성인데, 147Pm(반감기 2.62년, β붕괴)은 야광도료서, 또 인공위성의 전원으로서 쓰이고 있다.아메리슘 americium초우라늄 원소. 원자번호 95, 원소기호 Am. 반감기 8.0×103년인 243Am외에 9종의 방사성 핵종이 알려져 있다. 1944년에 시보그 등에 의하여 241Am(반감기 430년)이 처음으로 만들어졌다. 은백색의 금속으로 비중 13.67, 녹는점 994℃. 산화수는 ＋2에서 ＋7까지 있는데, ＋3이 안정. α선이나 γ선을 내는 방사성 동위원소로서 널리 이용. 중성자원, EH는 공기중의 전리전류의 변화를 이용한 연기 탐지기에 쓰이고 있다.퀴륨 curium초우라늄 원소의 하나. 원자번호 96, 원소기호는 Cm. 반감기 1.64×107년인 247Cm 외에, 12종의 방사성핵종이 알려wu 있다. 1944년에 플루토늄 239Pu로 242Cm(반감기 163일)이 처음으로 만들어졌다. 은빛이고 금속광택berkelium주기율표 3족에 속하는 악티늄 계열의 합성 원소. 원소기호 Bk, 원자번호 97, 가장 안정한 동위원소 247. 천연에서 산출되지 않으며, 1949년 12월 버클리 캘리포니아대학교의 스탠리 G. 톰프슨, 앨버트 기오르소, 글렌 T. 시보그 등이 아메리슘-241(241Am：원자번호 95)과 헬륨 이온을 152㎝ 사이클로트론에서 충돌시켜 버클륨의 동위원소인 버클륨-243(243Bk)을 얻었다. 버클륨의 동위원소에는 모두 방사능이 있으며, 이중 247Bk(반감기 1,400년)이 수명이 가장 길다. 249Bk(반감기 314일)는 퀴륨-244 (244Cm)로부터 시작하는 핵반응으로 순수하게 무게를 달 수 있을 정도의 양을 얻을 수 있기 때문에 이 원소의 화학 연구에 널리 쓰이고 있다. 버클륨 금속은 아직 얻지 못했으나, 다른 악티늄족 금속과 같이 전기양성을 띠며, 반응성이 크고, 은색을 띠며, 비중은 약 14이다. 추적자 화학 연구를 통해서 버클륨은 수용액에서 ＋3과 ＋4의 산화수, 즉 Bk3+와 Bk4+ 이온으로 존재함을 보였다. 이 두 산화수를 가진 버클륨의 용해도 성질은 같은 산화수를 가진 다른 악티늄족 원소 및 란탄족 원소의 성질과 거의 같다. 산화물(BkO2, Bk2O3)과 염화물(BkCl3) 등 고체 화합물은 ㎍ 미만의 규모로 합성된다.칼리포르늄 californium초우라늄 원소의 하나. 원자번호 98, 원소기호는 Cf, 반감기 800년인 251Cf 외에 10종의 방사성 핵종이 알려져 있다. 1950년에 퀴륨 242Cm으로, 파 5000개의 원자수의 245Cf(반감기 44분)가 만들어져, 신원소로 확인되었다. 산화수는 +2∼+4. 252Cf(반감기 2.65년)는 강력한 중성자원으로서, 수분계나 중성자 라디오그래피에 쓰이고 있다.아인시타이늄 einsteinium주기율표 3족에 속하는 악티늄 계열의 인공합성원소. 원소기호 Es, 원자번호 99, 가장 안정한 동위원소 254. 천연에서 산출되지 않는다. 동위원소인 아인시타이늄-253(253Es)은 국 버클리 캘리포니아대학교의 앨버트 지오소와 동료 연구자들이 최초의 열핵반응(熱核反應), 즉 1952년 11월 남태평양에서 실시된 수소폭탄 폭발실험의 잔해에서 확인했다. 이 물질은 방사능 핵폭발 구름 속을 무인비행기(無人飛行機)가 비행함으로써 최초로 거름종이에 모아졌으며, 아인시타이늄과 페르뮴(원자번호 100)은 에니위톡 환초에서 수집한 산호(珊瑚)에서 그 존재가 명확하게 확인되었다. 아인시타이늄 금속은 아직 만들지 못한다. 이 원소의 모든 동위원소는 방사성 원소이다. 253Es(반감기 20.5일)·254Es(반감기 276일)·255Es(반감기 38.3일)로 구성된 동위원소 혼합물은, 플루토늄과 같은 원소들을 저속중성자(低速中性子)로 강하게 조사시켜 만들 수 있다. 추적자(追跡者) 연구를 통해 수용액에서 ＋3의 산화수(Es3＋이온)로 존재하며, 또한 ＋2가로 존재할 때도 있다는 것을 알아냈다. 아인시타이늄은 ＋3가의 상태에서 다른 악티늄계 원소들과 화학적 성질이 비슷하다. 255Es와 256Es은 전자가 방출되는 β붕괴에 의해 페르뮴의 동위원소를 만들며, 253Es은 멘델레븀(원자번호 101)을 만드는 데 쓰인다.페르뮴 fermium초우라늄 원소의 하나. 원자번호 100, 원소기호는 Fm. 반감기 4.5일인 253Fm 외에, 9종의 방사성핵종이 알려져 있다. 아인스타늄 Es와 마찬가지로, 1952년에 수소폭탄의 파편 속에서 처음으로 발견 되었다. 1953년에 플루토늄 239Pu에 몇번이나 중성자를 흡수시킨 것에서, 255Fm의 겨우 약 200개의 원자가 분리되어 확인되었다. 수용액에서는 +2와 +3의 산화수를 취한다. 원소명은 물리학자 페르미의 이름에서 딴 것이다.멘델레븀 medelevium초우라늄 원소의 하나. 원자번호 101, 원소기호는 Md. 1955년에 사이크로트론으로 아인시타이늄 253Es에 헬륨이온을 쐬어 겨우 몇 원자 생긴 256Md(반감기 1.5시간)이 확인되었다. 질량수 255, 258의 것도 알려져 있다. 원소명은 화학자 멘델레예프의 이름에서58년에 254No(반감기 55초)가 중 이온 가속기에서 퀴륨 246Cm에 탄소 12C 이온을 떼어 처음으로 발견되었다. 이 밖에 6종의 인공방사성 핵종이 알려져 있다. 원소명은 노벨상을 유언한 노벨의 이름에서 딴 것이다.로렌슘 lawrencium초우라늄 원소의 하나. 원자번호 103, 원소기호 Lr. 1961년네 중이온 가속기로 가속한 붕소B를 캘리포르늄 Cf에 대어, 반감기 8초인 257Lr이 처음으로 만들어졌다. 원소명은 사이크로트론의 발명자 로렌스의 이름에서 딴 것.러더포듐 rutherfordium주기율표 4족에 속하는 인공적으로 합성된 방사성 초우라늄 원소. 원소기호 Rf, 원자번호 104, 가장 안정한 동위원소의 질량 261. 1964년 두브나에 있는 핵물리학 연합연구소 소속 소련 과학자들은 원자번호 104인 원소를 발견했고, 소련 핵물리학자인 이고르 쿠르차토프의 업적을 기념해 쿠르차토븀(Ku)이라 명명하여 발표했다. 1969년 UC버클리대학교 내 로렌스 방사선 연구소의 연구원들은 소련 과학자들이 발견한 것과는 전혀 다른 이 원소의 동위원소들을 발견했다고 발표하고 이 원소를 러더퍼듐이라 명명했다. 두 그룹은 모두 상대방의 결과를 입증하지 못하고 있었기 때문에 이 원소 발견의 우선권은 아직도 해결되지 않고 있다.더브늄 Dubnium주기율표 5족에 속하는 인공 방사성 초우라늄 원소. 원소기호 Db, 원자번호 105, 가장 안정한 동위원소의 질량 260. 두브늄의 발견은 러더퍼듐의 발견과 같이 소련과 미국 과학자 사이에 논쟁의 대상이 되었다. 소련은 1967년 두브나의 핵물리학 연합연구소에서 아메리슘-243(243Am)을 네온-22(22Ne)의 이온으로 포격하여 각각의 질량수가 260과 261이고 반감기가 0.1초와 3초인 원소 105의 동위원소들을 만들었다. 두브나 연구진은 그들의 예비 자료를 발표했을 때 이 원소의 이름을 제안하지 않았기 때문에, 미국 과학자들은 소련 과학자들이 그들의 주장을 뒷받침할 만한 충분한 실험적 증거를 갖고 있지 않다고 추측했한 더 많은 자료를 수집하기 원했기 때문에 이름을 제안하지 않았다고 주장했으며, 더 많은 실험을 한 후에 니엘스보륨이라는 이름을 제안했다. 1970년 미국의 버클리 캘리포니아대학교의 로렌스 방사선연구소의 한 연구진은 원자량이 260인 원소 105의 동위원소를 합성했다고 발표하고, 그후 핵분열의 발견자 오토 한을 기념해 하늄이라는 원소명을 제안했다. 미국 연구진은 소련의 실험을 되풀이할 수 없었다. 그러나 연구진의 한 화학자가 칼리포르늄-249(249Cf)를 질소-15(15N)의 원자핵으로 포격하여 반감기가 약 1.6초인 하늄-260(260Ha)을 만들었다. 발견의 후속 증거로서 버클리의 과학자들은 이 과정에서 원소가 생성될 때뿐만 아니라 260Ha이 붕괴할 때 방출되는 에너지의 양을 측정했다. 이 측정치는 주기계에 이미 알려져 있는 원소들의 특성과 크게 다르다.시보귬 Seaborgium주기율표 6족에 속하는 인공 방사성 원소. 원소기호 Sg, 원자번호 106. 1974년 6월에 러시아 연방 두브나에 있는 핵물리학연합연구소의 게오르기 N. 플레로프 연구진이 원소 106을 합성·확인했다고 발표했다. 같은 해 9월에 미국 버클리 캘리포니아대학교의 로렌스 방사선연구소(지금의 버클리 로렌스 연구소)에서 알버트 기오르소가 이끄는 연구진도 같은 원소를 합성했다고 보고했다. 원소 106을 합성함에 있어 소련과 미국 두 연구진이 사용한 실험방법이 달랐으므로 결과를 놓고 양자간에 의견차이가 있었다. 소련 과학자들은 크롬-54(54Cr) 이온을 납-207(207Pb)과 208Pb에 충돌시켜서 질량수가 259이고 반감기가 약 0.007초인 원소 106의 동위원소를 만들었다. 한편 미국 연구진은 산소-18(18O) 이온의 투사빔을 중방사성 금속인 칼리포르늄-249(249Cf)에 충돌시켜 질량수가 263이고 반감기가 0.9초인 원소 106의 다른 동위원소를 만들었다. 이 두 실험방법으로 얻어진 결과는 아직 다른 연구진들에 의해서 확인되지 못했으며, 원소의 이름도 아직 정해지지 않았다..

자연과학| 2007.05.31| 4페이지| 1,000원| 조회(501)

태양계, 원소, 합성, 인위

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