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진공 및 박막 실험 최종 보고서

실험 보고서진공 및 박막 실험사전 및 결과 보고서(2009)과 목 : 진공 및 박막 실험담당교수 : 교수님담당조교 : 조교님학 과 :학 번 :이 름 :목 차Ⅰ. 진공장비 분해 및 조립1. 사전 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12. 결과 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ⅱ. PVD의 이해1. DC Sputtering을 이용한 Ni 막 증착, RF Sputtering을 이용한 Si 막 증착가. 사전 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .나. 결과 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ⅲ. CVD의 이해1. RTCVD를 이용한 나노물질의 성장과 관측가. 사전 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .나. 결과 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ⅳ. Solar Cell 제작1. 사전 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2. 결과 보고서 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ⅰ. 진공장비 분해 및 조립 - 사전보고서1. 실험 목적진공장비 중 로타리 펌프와 오일확산 펌프를 분해 및 조립해 보고 각 부분의 기능 및 명칭 등을 알아본다.2. 실험 이론(1) 진공이란?「진공(vacuum」이란 원래 라틴어로 ‘vacua', 즉 기체(물질)가 없는 공간의 상태를 의미하여 이런 이상적인 진공 상태일 때 기압(압력)은 0이 된다. 하지만 실제로 이렇게 완전한 진공 상태의 제작은 불가능하다. 우주 공간의 경우도 미약하지만 물질의 입자들이 계속 움직이고 있기증기를 응축시켜 액체로 되돌리기 위한 수냉관이 감겨져 있다. 펌프용기 아래쪽벽에 압축된 가스분자를 후단의 오일 회전 펌프로 보내기 위해 배기구를 설치한다.펌프용기는 항아리 타입과 원통형으로 제작되는 것이 보통이며 재질은 스텐레스를 주로 사용하여 COLD TRAP을 흡입구측에 설치하면 더 높은 진공도를 얻을 수 있다.각 단을 거쳐 아래로 내려 갈수록 압력은 증가하게 되고 배기속도는 감소시켜야 되는데, 하단으로 내려가면서 노즐과 내벽 사이에 간격을 작게 형성함으로써 얻을 수 있다. Jet의 평균 증기밀도는 높아지고 배기속도는 감소하지만 반면에 압축비가 증가하게 될 것이다. 즉, 오일 확산펌프의 배기속도는 상단에 있는 1단의 노즐에 의해 결정되고, 2단과 3단의 역할은 압력을 상승시켜 확산 펌프의 배기구와 연결되는 포라인 펌프의 동작 범위까지 유지할 수 있도록 한다.- Heating → Jet Assembly → Cryotrap → Foreline(배출)그림 11 부스터 펌프그림 12 부스터 펌프의 원리3) Booster Pump (부스터 펌프)부스터 펌프는 Roots 펌프와 매우 흡사하며, 일종의 송풍기로 사용한다. 펌프의 구성은 회전자와 고정자로 이루어져 있으며, 두 개의 회전자는 서로 반대 방향으로 돌며, 배기가스를 고정자의 내벽을 따라 이송하여 방출하게 된다. 따라서 두개의 회전자는 서로 90도의 위상차를 가지고 회전하며, 고정자와의 접촉면은 약 0.1mm정도의 간격을 유지한다. 이때, 간격은 펌프의 크기, 효율 및 용도에 따라 의존한다.부스터 펌프의 회전 속도는 2,500~3,500 rpm 정도이며, 유효 압력 범위는 10~10-4 torr이다.배기속도를 높이기 위해 회전수를 증가시키면, 고속 및 고압으로 인하여 열이 발생하며 이는 회전자의 팽창을 유도하여 펌프의 손실을 초래할 수 있다.4) Turbomolecular Pump (터보 분자 펌프)터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않기 때문에 깨끗한 고진공 펌프라 알려져 있다. 터보 펌프는 동일한 용량의 확산관찰하여 보니 로터와 베인이 있었다. 로타의 베인을 분리하여 보니 가운데에 자유자재로 잘 움직일 수 있도록 스프링으로 2개의 베인이 연결되어 있었다. 여기까지 분리하여 보니 실린터 내부를 흡입-팽창-압축-배기 등의 과정을 거쳐서 배기가 되어 챔버 내부를 진공상태로 만드는 것을 잘 이해할 수 있었다.(2) 오일확산펌프(Oil Diffusion Pump)의 관찰오일확산 펌프는 히터에서 끓어 형성된 오일 증기가 증기탑을 따라 상승하다가 아래쪽을 향한 노즐에서 초음속(약 300m/초)으로 분출된다. 아래쪽을 향해 분사되면서 펌프주변으로 들어온 기체분자들을 함께 같은 방향으로 이동시켜 배기가 이루어진다. 이때 고분자 오일과 기체분자들의 충돌 시 운동량 전달(momentum transfer)에 의해 기체분자가 아래쪽으로 향하게 되어 배기 된다.그림 10 펌프내의 노즐그림 11 포라인벨브와 연결되는 부분그림 12 이곳 안에 있는 부품(기름 증기나 기름의 역류로 인한 챔버 내 오염을 막아주는 역할을 한다)3. 결론로타리 펌프는 모터, 기름통, 밑받침 등을 분리하면 1,2 차 배기구의 모습이 보인다. 배기구 고정판을 분해한 뒤, 회전날개를 떼어내고나면 1, 2차 배기구를 분해할 수 있다. 실린더 내부는 로타와 베인으로 이루어져 있고 베인은 스프링으로 연결되어 있어 움직이기 쉽도록 설계되어 있다.오일확산펌프는 펌프 내에 노즐과 포라인 벨브와 연결되는 부분내에 있는 부품 등으로 분해가 가능하였다. 이 부품은 챔버내로 오일증기나 역류 등을 막아 깨끗한 진공을 뽑을 수 있도록 하는 부품이다.4. 토의이번 실험은 진공장비를 분해하고 다시 조립하면서 각 부분의 설계되어 있는 구조, 명칭 등을 알아보고 눈으로 봄으로써 좀 더 쉽게 펌프의 원리에 대해 쉽게 느낄 수 있는 시간이었다. 우선 로타리 펌프는 처음에 모터가 원래 있었던 부분을 확인하고 기름통을 분해하였다. 기름통내부에는 원래 기름을 채워 펌프에 이용되었지만 실험을 위해서 이를 제거하고 실험을 하였다. 밑받침은 로타리 펌프의 진동을음극의 -전하를 없애게 된다. 전극의 입장에서는 충돌 전리에 의해 전극의 전하를 잃게 된다. 즉, 전자의 충돌 전리에 의해 전극의 전하가 없어지는 과정을 방전이라 한다.그림 7 RF-Sputtering(4) RF Sputtering플라즈마를 DC전력공급장치가 아닌 AC전력공급장치로 얻는 방식으로, 비전도성 표적재료의 경우 DC전력공급장치를 사용할 경우 피처리물 표면에 전학 축척되어 스퍼터링할 수 없는 경우에 사용한다. 만일 전극주위에 플라즈마가 모여 있고 AC전압이 작용된 경우, 전자와 이온은 질량의 차이로 전자의 이동도가 더 크므로그림 8 RF 판형 다이오드 스퍼터링 음극에 발생된 것보다 훨씬 더 많은 전자전류가 양극에 발생될 수 있다. 이때 플라즈마 전압에 대하여 부전위가 흘러 피처리물을 스퍼터링할 수 없게 된다. 이러한 경우 AC전류를 전극에 통하면 유동 전위보다 부(-)인 전극에 흐르는 전자전류보다 정(+)인 전극에 흐르는 전류가 많게 된다. 그러무로 RF를 공급한 경우 부전압 싸이클 동안 흐르는 이온의 총흐름은 짧은 정싸이클 동안 흐르는 전자흐름과 같기 위해서 전극은 음으로 바이어스 되어야 한다. 그래서 충분한 스퍼터링을 일으키기 위해서는 싸이클 동안의 평균 biss는 AC의 최고전압과 거의 같아야 한다.그림 9 박막 증착 중 모습 전형적인 RF판형 다이오드 스퍼터링은, 각 1/2싸이클 동안 음극과 양극이 반대가 되며, 전극이 이온 방전이 축적되는 싸이클 동안 방전이 일어나며 전극이 음극이 되는 싸이클 동안은 방전이 일어나지 않는다. 효과적인 전극방전이 일어葡는 주파수는 낮은 ㎒의 주파수이어야 하나 미국연방 통신규약의 전파관리상 라디오 주파수와 간섭을 피하기 위하여 산업에 사용되는 주파수를 13.56㎒에 작동하도록 규제하고 있다.RF스퍼터링은 DC장치와 같이 보이나, bias 전압을 피처리물에 걸어줌으로서 접착성이 우수하고 치밀한 조직을 얻을 수 있는 장점이 있는데, 주로 전자산업에 널리 이용된다.- Plasma 는 RF FIELD에서는 전자이동의 동수 있다.-성막 온도와 원료 가스에 제약이 있다.-저온에서 형성한 막의 치밀성이 플라즈마 CVD법으로 형성한 막보다도 떨어진다.그림 4 APCVD-상압 CVD : 박막 형성시의 압력이 대기압-감압 CVD : 박막 형성시의 압력이 100Pa 정도※상압과 감압의 차이 : 감압쪽이 가스 분자의 평균 자유행로가 크고 물질 이동속도도 크다.상압 CVD에서는 기판을 가스의 흐름에 대하여 수직으로 배열하면 가스의 반응속도에 비해 가스의 수송 속도가 작아지기 때문에 기판면 안에서 균일한 막 두께를 얻기 어렵다. 감압 CVD는 진공 배기계 등 장치 구성이 복잡하지만 상압 CVD와 비교하여 막 두께 분포의 균일성과 스텝 커버레이지가 좋고, 가스의 소비량이 적고, 유속이 크고 기상 중의 반응과 기판 표면에서의 반응에 율속되어 큰 사이즈의 웨이퍼도 균일한 막을 형성할 수 있는 특징이 있다.열 CVD에서는 물질 이동속도 (기판 표면으로의 가스 분자의 수송 : 반응 물질의 농도, 확산 상수, 유속, 경계층의 두께)와 표면 반응속도 ( 기판 표면에서의 가스분자의 반응 : 반응 물질의 농도, 기판 표면 온도)가 기판 위의 막의 퇴적 속도를 조절한다.-MOCVD원료로 열적으로 불안정하고 분해되기 쉬운 유기 금속화합물 (MO : metal organic)을 사용하고 비교적 저온에서 금속이나 화합물을 형성하는 CVD 를 말함MOCVD에서 사용되는 원료는 대기 중에서 발화하는 것이 많기 때문에 반응실 분위기 뿐만 아니라 취급에도 세심하게 주의 하여야 한다.그림 5 PECVD2) 플라즈마 CVD기술원료 가스 플라즈마 속에서 생성된 활성 입자가 기판 표면에서의 화학반응을 촉진하여 박막을 형성하는 기술이다.※P-CVD가 열CVD에 비교하여 나은점-열CVD기술보다 저온에서 치밀한 박막을 형성할 수 있다.(기판온도의 임의 설정, 박막 물성 제어에 유리)열적 결함, 바탕 재료간의 상호 확산이나 기판 물질과의 반응의 경감-열적 과정에서는 불가능하거나 매우 반응이 느린 물질이라도 적당한 퇴적 속도로 박막 형성

자연과학| 2012.11.24| 53페이지| 6,000원| 조회(283)

태양전지, cvd, PVD, solar cell, 진공장비

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공간예술의 이해(SDU) 과제 `일상`

REPORT공간 예술의 이해학번 :이름 :제 1과제 “일상”am 8:12..같은 시각, 같은 열차의 같은 칸, 두 번째 문으로 항상 지하철에 오른다. 이 시각에는 항상 사람이 가득이다. 나는 사람들 사이를 비집고 들어가 열차의 창과 창 사이에 있는 자리 앞에 손잡이를 잡고 선다. 학교는 2번째로 마지막 역이기 때문에 계속 달리고, 달리고, 달리다 보면 그 많던 사람들이 하나 둘 내리고 마침내 내 앞에 앉아 있던 분이 내리고 나면 난 어김없이 이 자리를 앉는다.여긴 내가 제일 좋아하는 곳이다. 보통 다른 사람들은 제일 끝자리를 좋아하더라. 옆에 다른 사람이 앉지 않게 때문이라고 쉽게 생각할 수 있다. 그러나 난 이 자리를 더 좋아하기로 했다. 지하철 창틀의 너비는 내가 살짝 머리를 기대기에 알맞은 정도의 공간을 배려해준 셈이다. 이러한 지하철의 작은 공간이 오랜 시간 지하철을 이용해야 하는 내게는 이제는 개방되어 있는 곳이지만 다른 사람은 알지 못하는 나만의 비밀스런 일상의 공간이 되어버렸다.하루의 대부분을 학교 연구실에서 보낸다. 공부도 하고 차도 마시기도 하고 군것질하기도 하고 진짜 거의 생활의 대부분을 이곳에서 해결하는 듯하다. ㄷ자 형태로 되어있는 내 자리는 실험실 동료들 누구나 탐내는 자리다. 그도 그럴 것이 들어오는 입구에서 봤을 때는 내 자리는 결코 보이지 않는다. 책꽂이 뒤에 교묘하게 숨겨져 있다고나 할까..?훗.. 교수님이 깜짝 등장을 하신대도 재빠르게 대처할 수 있는 강점이 있다.내 공간 중에서도 가장 맘에 드는 건 바로 신발을 벗고 편하게 발을 올릴 수 있는 받침이 있다는 것이다. 우리 연구실 누구도 가질 수 없는 작은 것 하나에로도, 이런 작은 공간 하나하나에도 감사하는 마음을 가지게 된다.

생활/환경| 2012.11.24| 5페이지| 1,000원| 조회(797)

일상, 공간예술의 이해, 일상 과제

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광섬유를 이용한 빛의 속도 측정 사전 세미나

광섬유를 이용한 빛의 속도 측정3조실험 목적광섬유를 이용하여 빛의 속도를 측정실험 이론빛의 전반사 빛의 굴절이 생기는 이유 빛의 전반사 광섬유란? 광섬유의 원리 광섬유의 구조 빛의 속도 측정 방법1. 빛의 전반사 – 빛의 굴절1. 빛의 전반사 – 빛의 굴절1. 빛의 전반사 – 빛의 굴절1. 빛의 전반사 – 전반사란?공기물1. 빛의 전반사 – 전반사란?Ө : 임계각 ( Critical Angle)1. 빛의 전반사 – 임계각n1 sinӨc = n2sin90°(By Snell's Law)n1Өc =sin-1n2__임계각(critical angle) [표 1-1]1.50(상대굴절률) 41.8103°2. 광섬유란?2. 광섬유란? - 구조[광섬유의 내부 반사]2. 광섬유란? - 내부반사2. 광섬유란? – 광섬유의 종류광섬유 perform 제작 공정광섬유 perform heating 공정광섬유 방사 공정3. 빛의 속도 측정c : 진공중에서의 빛의 속도 v : 매질에서의 빛의 속도 n : 반사율3. 빛의 속도 측정n : 광섬유 굴절률(1.5) l : 광섬유 길이(20m) t : T2 - T1 (T1 : 15cm 시간, T2 : 20m 시간)실험 도구 및 재료광속측정장치100V-DC 전원15cm플라스틱 광섬유 20m플라스틱 광섬유100MHz이상의 대역폭을 가진 2채널 오실로스코프 오실로스코프 전선2개실험 방법오실로스코프의 셋팅 ․Horizontal Mode Switch를 A에 놓는다. ․Triggering Mode Switch를 Auto에 놓는다. ․Trigger Source Switch를 채널 1에 놓는다. ․Triggering를 Positice Slope에 놓는다. ․채널 1의 Volts/Div를 1 Volts/Div에 놓는다. ․채널 2의 Volts/Div를 0.5 Volts/Div에 놓는다. ․각 채널의 input를 AC에 놓는다. ․Time/Div는 50㎱ Time/Div에 놓는다. ․Vertical Mode를 ALT에 놓는다.2. 채널 1의 프로브- 빛의 속도 장치의 “Refrence” 측정 단자에 연결,채널 1의 접지단자를 “Refrence” 측정 단자 아래의 “GND 측정단자에 연결. 3. 채널 2의 프로브를 “Delay” 측정 단자에 연결, 채널 2의 접지단자를 “Delay” 측정단자 아래의 “GND 측정단자에 연결. 4. 채널의 입력 선택 단자를 “ground” 놓음.실험 방법5. 빛의 속도 장치용 어댑터를 연결,황색 LED에 불이 들어오는지 확인, D3 (광섬유 LED) 에도 불이 들어오는지 확인한다실험 방법[채널 6의 신호]실험 방법6. “Calibration Delay” 손잡이를 12시 방향으로 돌린다.[채널 1과 2의 신호] [20m 광섬유에 연결된 뒤의 신호]실험 방법7. 15cm 광섬유를 D3와 D8에 연결한다. 8. 채널2의 입력을 접지- Ac copling (1-1.5V, 75ns) 9. Time/Div - 20ns, 15cm광섬유- 20m광섬유 10. 오실로스코프의 CRT화면 관찰 11. Refrerence 펄스와 delay 펄스의 간격을 측정하고 기록한다. (약 90 ～ 110ns)실험 방법{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2009.03.17| 26페이지| 1,500원| 조회(273)

광섬유, 빛, 빛의 속도, 속도측정

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주기율표 원소들의 특성

1> 수소2> 헬륨3> 리튬4> 베릴륨5> 붕소6> 탄소7> 질소8> 산소9> 플루오린10> 네온11> 나트륨12> 마그네슘13> 알루미늄14> 규소15> 인16> 황17> 염소18) 아르곤19) 칼륨20) 칼슘21) 스칸듐22) 티타늄23) 바나듐24) 크로뮴25) 망간26) 철27) 코발트30) 니켈29) 구리30) 아연31) 갈륨32) 게르마늄33) 비소34) 셀레늄35) 브로민36) 크립톤5주기 원소원소번호원소기호원소이름원자질량녹는점끓는점전기음성도37Rb루비듐85.4678(3)312.469610.8238Sr스트론튬87.62(1)105016550.9539Y이트륨88.90585(2)179936091.2240Zr지르코늄91.224(2)212846821.3341Nb나이오븀92.90638(2)275050171.642Mo몰리브데넘95.94(2)289649122.1643Tc테크네튬(98)243045381.944Ru루테늄101.07(2)260744232.245Rh로듐102.90550(2)223739682.2846Pd팔라듐106.42(1)1828.0532362.2047Ag은107.8682(2)1234.9324351.9348Cd카드뮴112.411(8)594.2210401.6949In인듐114.818(3)429.7523451.7850Sn주석118.710(7)505.0828751.9651Sb안티모니121.760(1)903.7818602.0552Te텔루륨127.60(3)722.6612612.153I아이오딘126.904386.85457.42.6654Xe제논131.293(6)161.4165.036주기 원소원소번호원소기호원소이름원자질량녹는점끓는점전기음성도55Cs세슘132.90545(2)301.599440.7956Ba바륨137.327(7)100021700.89*란타넘족72Hf하프늄178.49(2)250648761.373Ta탄탈럼180.9479(1)329057311.574W텅스텐183.84(1)369558282.3675Re레늄186.207(1)345958691.976Os오스뮴190.23(3)330652852.277Ir이리듐192.217(3)271947012.2078Pt백금195.078(2)2041.440982.2879Au금196.96655(2)1337.3331292.5480Hg수은200.59(2)234.32629.882.0081Tl탈륨204.3833(2)57717461.6282Pb납207.2(1)600.6120222.3383Bi비스무트208.98038(2)544.718372.0284Po폴로늄(209)52712352.085At아스타틴(210)575610?2.286Rn라돈(220)202211.3원자번호이름기호57란타넘La58세륨Ce59프라세오디뮴Pr60네오디뮴Nd61프로메튬Pm62사마륨Sm63유로퓸Eu64가돌리늄Gd65터븀Tb66디스프로슘Dy67홀뮴Ho68어븀Er69툴륨Tm70이터븀Yb71루테튬Lu7주기 원소원소번호원소기호원소이름원자질량녹는점끓는점전기음성도87Fr프랑슘(223)300900?0.788Ra라듐(226)97320100.9**악티늄족104Rf러더포듐(261)??????105Db더브늄(262)??????106Sg시보귬(266)??????107Bh보륨(264)??????108Hs하슘(277)??????109Mt마이트너륨(268)??????110Ds다름슈타튬(281)??????111Rg뢴트게늄(272)??????112Uub우눈븀(285)??????113Uut우눈트륨(284)??????114Uuq우눈쿼듐(289)??????115Uup우눈펜튬(288)??????116Uuh우눈헥슘(292)??????117Uus우눈셉튬(291)??????118Uuo우누녹튬??????원자번호이름기호89악티늄Ac90토륨Th91프로탁티늄Pa92우라늄U93넵투늄Np94플루토늄Pu95아메리슘Am96퀴륨Cm97버클륨Bk98캘리포늄Cf99아인슈타이늄Es100페르뮴Fm101멘델레븀Md102노벨륨No103로렌슘Lr

자연과학| 2007.12.07| 39페이지| 2,000원| 조회(897)

원소, 원자, 주기율표, 성질, 원소의 특성

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주기율표 원소 조사 평가A좋아요

Hydrogen수소(水素, Hydrogen)는 주기율표의 첫번째 화학 원소로 원소 기호는 H이다. 수소 원자는 우주에서 가장 가볍고 무색이며, 또 가장 많이 존재하는 원자이다. 동위원소로는 중수소와 삼중수소가 있다. 수소(水素)라는 이름은 풀면 ‘물의 재료’로, ‘물(hydro)을 만드는(gen) 것’에서 온 Hydrogen을 직역한 것이다. 온 세상에서 가장 흔한 원소이며, 실제로 산소와 결합해 물을 구성하는 원소이다. 두 개의 수소 원자로 수소 기체를 이루게 되면, 급격히 불에 타는 연료이며, 양이온의 형태로 존재하면 금속을 부식시키는 등 산성 용액의 특징을 나타내는 주요한 원인이 된다. 수소는 16세기 연금술사 파라켈수스는 금속이 산에 녹일때 기체가 발생한다는 사실을 발견하여 수소라고 맨 처음 언급하였다. 그당시에는 수소가 일산화탄소와 같은 다른 가연성 기체와 혼동하였으나 1766년 헨리 캐번디시는 수소가 다른 가연성기체와 다르다는 것을 증명한다. 1776년 월타이어는 수소가 연소할 때 물을 만든다는 것을 발견하고 몇 년 후 라부아지에는 이 기체를 수소라고 명명하였다.Helium주기율표 제18족(제0족)에 속하는 원자번호 2의 비활성기체원소로 원소기호는 He로 표기한다. 화학 원소 중 끓는점이 가장 낮으며 상압에서는 영점에너지로 인하여 절대영도에서도 안정한 고체로 존재할수 없는 유일한 원소 이다.1868년 여름, 인도에서 개기일식(皆旣日蝕) 관측에서 태양 홍염의 스펙트럼 속에 587.6nm의 새로운 스펙트럼선이 존재하는 것을 프랑스의 장센이 발견하였다. 이것을 영국의 로키어와 프랭클랜드는 지구상에서는 미지이지만 태양 속에 존재하는 원소에 의하는 것으로, 태양을 의미하는 그리스어 helios에서 헬륨이라고 이름을 붙였다. 94년 영국의 램지 및 스웨덴의 클레베는 각각 독립적으로 우라늄 광물의 일종인 클레베석으로부터 헬륨을 분리하여 스펙트럼선이 일치하는 것을 증명하였다.Lithium주기율표 제1족에 속하는 알칼리금속원소의 하나로서 원소기호 Li, 원자번호 3정량의 공기 중에서 숯을 태우면 그 공기의 약 1/5이 소모되면서 이산화탄소가 만들어지고, 나머지 4/5는 연소와 관련 없는 기체임을 발견하였다. 또 스웨덴의 화학자 K.W.셸레도 1777년에 공기가 주로 두 종류의 기체로 구성되어 있음을 발견하였다. 그후 1789년에 A.L.라부아지에에 의해서 처음으로 이름이 붙여졌는데, 산소와 달리 호흡과 관련이 없다는 뜻에서 '생명을 지속한다'는 뜻의 'z?tikos'에 '부정'을 뜻하는 접두사a를 붙여 'azote'라고 명명하였다. 또한 같은 시대에 J.A.C.샤프탈은 질소가 초석의 주성분이라는 사실로부터 초석을 뜻하는 라틴어'nitrum'과 생성한다는 뜻인 그리스어'gennao'를 이용해 'nitrogene'이란 명칭을 제안하였고, 여기에서 영어의 'nitrogen'이 생겼다.질소는 대기 중에 가장 많이 존재하는 성분으로 전체 공기에서 차지하는 부피비율은 78%이며 무게비율로는 75.5%에 달한다. 대기 중에 가스 형태로 존재하는 것 뿐만 아니라 해수나 암석 등에도 광범위하게 존재한다. 또 질산이나 암모니아와 같은 단순한 화합물에서부터 단백질, 핵산(核酸)과 같이 복잡한 화합물에까지 다수 존재한다. 질소는 특히 생체와 깊은 관계를 가지고 있는 원소로서 토양이나 공기 중의 질소가 생물체에 이용되고, 다시 토양 등으로 돌아가게 되는데, 이러한 과정을 질소순환(窒素循環)이라 한다. 즉, 토양 중의 간단한 질소화합물이 식물체내로 흡수되면 식물체가 살아가는 데 필요한 단백질과 같은 물질을 합성하는데 쓰이게 된다. 그리고 동물이 식물을 섭취할 때 단백질 등도 함께 섭취되어 동물의 삶을 영위하는 데에 쓰이게 된다. 나아가 동식물의 시체나 배출물 속에도 단백질이 들어 있어 이들이 토양 속에서 미생물에 의해 분해되고 다시 또 다른 식물체 내로 흡수된다.Oxygen주기율표 16족에 속하는 원소로 지구상에 가장 많이 존재하는 원소이다. 상온에서 이원자 분자로 존재하며 반응성이 커서 모든원소와 반응하여 산화물을 만든다. 세 개의 산소원자로소로 네온을 고체화하여 헬륨에서 분리시켜 얻는다. 방전 때에 적색부분에 현저한 휘선스펙트럼을 보이며, 다른 기체에 비해서 그다지 저압이 아니라도 가이슬러관(管)에서 방전하여 적색으로 빛나므로 네온관등에 이용된다.Sodium주기율표 제1족에 속하는 알칼리금속원소의 하나로 원소기호 Na, 원자번호 11, 원자량 22.9898, 녹는점 97.90℃, 끓는점 877.50℃, 비중 0.971(20℃)을 갖는다.나트륨의 발견과 명명1807년 영국의 화학자 H.데이비에 의해 처음으로 순수하게 분리된 금속이다. 데이비는?수산화나트륨으로부터 이 원소를 분리시키고 소듐(sodium)이라 명명하였다. 1890년에는 H.Y.캐스트너가 공업적 제조법을 발견하는 데 성공하였다. 이 원소의 명칭은 광물성알칼리를 뜻하는 라틴어‘nitrum’,‘solida’에서 유래한다고도 하며, 또 탄산나트륨(탄산소다)의 옛 이름인 ‘natron’,‘soda’에 기원한다고도 한다.나트륨의 특징과 반응나트륨은 리튬(Li), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 및 프랑슘(Fr)과 함께 주기율표1족에 속하는 알칼리 금속으로, 전기가 잘 통하게 하며, 무른 편이어서 칼로 쉽게 자를 수 있다. 알칼리 금속은 물과 반응하여 염기성용액을 만들면서 수소 기체를 만들어 내는데, 나트륨 역시 물과 만나면 반응하여 수소 기체를 내고 수산화나트륨을 만들어 염기성 용액이 된다. (2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2) 이 반응은 상당히 격렬하게 일어나기 때문에 주의를 기울여야 하며, 나트륨을 작은 조각으로 잘라 사용하는 것이 안전하다. 또 나트륨은 공기와 닿으면 쉽게 산화되어 광택이 없어진다.4Na + O2 -> 2Na2O나트륨은 이와 같이 산소나 물과의 반응성이 크기 때문에 보관할 때에는 공기나 물과의 접촉을 피하도록 석유나 벤젠 등에 넣는다. 또 알칼리 금속은 백금선에 묻혀 토치 불꽃으로 가열하면 고유의 색깔을 띠는 성질이 있는데, 나트륨의 경우 노란 불꽃색을 낸다. 알칼리 금속 각각의 고유한 불꽃색은 알칼리 함유되어 있다.Chlorine주기율표 17족 원소에 속하는 할로겐족 원소.그리스어에서 황록색을 뜻하는 'chloros'를 따서 'chlorine'이라고 1810년 H.데이비에 의해 명명되었다.염소의 화학적 성질유리(遊離)된 염소원자는 기체상태에서 염화수소를 이루며 존재하고, 바닷물이나 생물체내에서는 이온상태로 존재한다.염소원자 두 개가 결합한 염소분자(Cl2)는 황록색의 독성을 가지고 있는 기체로, 제 1차 세계대전에서 화학전에 사용되어 수많은 사람들을 질식시켰다.이들은 금속원소와 결합하면 이온결합을 하여 화합물을 만들고, 비금속원소와 결합하면 유기화합물이 된다. 염소와 이들의 화합물들은 상수도의 소독제, 가정용 표백과 살균제등의 성분으로 사용된다.식물체내에서의 염소광합성과정에서 산소발생과 광인산화작용에 관여하며 식물의 요구량이 매우 작아서 결핍이 거의 안되지만, 결핍 시에는 증산작용에 영향을 끼쳐서 잎 끝이 시들고 잎이 누렇게 변하기도 한다.인체 내에서의 염소우리 몸에서는 신경을 통해 자극을 전달 시킬 때 영향을 주며 혈장과 위액의 구성성분이 된다. 또한 생물체 내에서 주로 일가 음이온으로 존재하며, 칼륨이나 나트륨등과 함께 삼투압을 조절하는 등 생물의 물질대사에 반드시 필요한 무기물질이다.염소는 소금에 주로 함유되어 있고, 결핍 시에는 구토, 설사 및 부신피질에 질환이 생기며 과잉섭취 했을 때는 탈수, 고혈압, 위산과다. 위궤양을 등의 질환이 생길 수 있다.Argon화학적으로 매우 안정하여 거의 모든 반응에 참여하지 않으며 지구 대기의 약 0.93%를 차지하고 있는 기체원소로,?원소기호는 Ar이며?주기율표 18족에 속해 있는데, 고온에서 안정하므로 전구나 용접 등에 사용된다.?실험을 할 때는 주변에 있는 물질들로부터 계획한 실험이 방해를 받을 수 있는지의 여부를 판단해야 한다. 만약 실험에 사용하려는 물질이 공기 중의 수분이나 산소, 이산화탄소등에 민감하다면 이 물질은 대기 중에서 다루어서는 안 된다. 수분, 산소 등에 의해 원치 않는 반응이 진행되어 물c이다. 1879년 스웨덴의 화학자 L.F.닐손이 가돌리나이트속에서 발견하여, 스칸디나비아(Scandinavia)의 앞글자를 따서 명명하였다. 그런데 이때 알려진 성질은 멘델레예프가 주기율에 의해 그 존재를 예언한 에카붕소와 잘 일치하였다.Titanium주기율표 4족에 속한 금속원소로 타이타늄이라고도 한다. 1789년 영국의 그레거가 사철(砂鐵)에서 추출하였다.주기율표4족에 속하는 원자번호22의?금속원소로 원소기호Ti로 표기한다. 티타늄, 타이타늄이라고도 한다. 1789년 영국의 그레거가 콘월지방에서 산출된 사철(砂鐵)에서 새로운 산화물을 추출하였다. 1795년 독일의 클라프로트는 헝가리산 금홍석(金紅石)에서 새로운 금속원소를 발견하고 그리스 신화에 나오는 티탄(Titan)의 이름을 따서 티탄이라고 하였다. 순금속은 1910년 헌터에 의해 처음으로 분리되었다.Vanadium주기율표 5족에 속하는 전이원소의 하나이다.1830년 스웨덴의 화학자 N.G.세프스트룀이 스웨덴산 철광석에서 새로운 원소를 발견하여, 스칸디나비아의 사랑과 미(美)의 여신 바나디스(Vanadis)의 이름을 따서 명명하였다.Chromium주기율표 6족에 속하는 원자번호 24의 크롬족원소 가운데 하나로 1797년 시베리아산 홍연석에서 발견되었고 1854년 처음으로 염의 전기분해를 통해 소량을 얻었다.1797년 프랑스의 보클랭이 시베리아산 홍연석(紅鉛石)에서 발견하여, 그 염류가 아름다운 색채를 보이는 데서 빛깔을 뜻하는 그리스어chroma를 따서 명명하였다. 1854년 분젠이 염을 전기분해함으로써 처음으로 소량의 금속을 얻었으며, 1892년 무아상이 전기로속에서 산화크롬Cr2O3를 탄소로 환원시킴으로써 대량으로 얻는 데 성공하였다. 1899년에 골트슈미트가 테르밋법(골트슈미트법)에 의해서 비교적 순수한 금속을 얻는 데 성공하였다.Manganese주기율표 제7족에 속하는 전이원소로, 생물체 내에서 2가 양이온으로 존재하며, 생물의 물질대사에 반드시 필요한 무기물질이다. 원소기호 Mn, 원자번호 2다.

자연과학| 2007.12.07| 19페이지| 1,500원| 조회(758)

특성, 원소, 주기율표, 성질, 원소의 특성

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