지난 시간에는 레이저와  X-선 장치 등에 쓰이는 귀한 원소 ‘툴륨(Tm, 원자번호 69번)’을 소개해 드렸습니다. 오늘은 물리학자 닐스 보어의 이름을 딴 초우라늄 원소 ‘보륨(Bh, 원자번호 107번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.

원자번호 107번 ‘보륨(Bh)’을 소개합니다.

원자번호 107번 원소 보륨(Bh)은 열다섯 번째 초우라늄 원소입니다. 자연에는 존재하지 않는 인공 방사성 원소인 보륨은 입자가속기를 통해 한 번에 원자 몇 개만 얻어지며, 물리 및 화학적 특성들은 거의 알려져 있지 않습니다. 다만 여러 실험을 통해 상온에서 은색 고체 금속이고, 결정은 육방밀집(hcp) 구조일 것으로 추측됩니다. 또, 보륨은 주기율표에서 레늄(Re) 바로 아래에 있습니다. 따라서 보륨의 화학적 성질은 레늄과 가장 비슷할 것으로 예상되고 있습니다.

‘보륨’의 발견과 원소명의 유래

보륨의 발견에는 몇 가지 논란이 있었습니다. 1976년에 러시아(구 소련)의 합동핵연구소(JINR)에서 비스무트에 크로뮴 이온을 충돌시켜 보륨을 처음 합성하였다고 발표하였으나, 검증되지 않아 그 주장이 인정되지 않았습니다. 1981년에 독일 물리학자 피터 아름부르스터(Peter Armbruster, 1931~present)와 고트프리트 뮌첸베르크(Gottfried. Műnzenberg, 1940~present)가 이끄는 독일 중이온 가속기연구소(GSI) 팀이 한층 정교한 기술을 사용하여 러시아 팀이 이용한 것과 같은 반응에서 보륨을 검출하였는데, 이것이 보륨의 최초 발견으로 인정되고 있습니다.

보륨의 이름은 덴마크 물리학자 닐스 보어(Niels Bohr, 1885~1962)의 이름을 딴 것입니다. 보어는 양자론을 접목시킨 원자구조를 연구해 ‘보어의 원자모형’을 발표했습니다. 전자궤도를 바탕으로 주기율표의 의미를 밝혀 하프늄의 발견 또한 이끌어 냈습니다. 1922년 보어는 공로를 인정받아 노벨 물리학상을 수상했습니다.

‘보륨’ 은 어디에 사용될까요?

보륨은 한 번에 원자 몇 개만 만들어지고 반감기가 아주 짧습니다. 따라서 물리 화학적 특성은 잘 알려져 있지 않아 기초과학 연구 외 용도는 알려진 바가 없습니다. 다만 여러 실험을 통해 표준상태에서 은색 금속 고체이고, 공기, 수증기, 산과 잘 반응할 것으로 예측되었습니다. 화학적 성질은 ‘레늄(Re, 원자번호 75번)’과 비슷하다고 전해집니다.

앞서 독일과 러시아가 보륨의 발견을 두고 각축을 벌였다고 소개했는데요. 러시아의 공도 일부 인정받으면서 원소의 명명권은 두 연구소에게 모두 주어졌습니다. 보륨이라는 이름은 독일과 러시아가 협의한 결과 채택된 이름입니다. 다음 이 시간에는 광섬유 통신과 레이저 등에 사용되는 희토류 원소 ‘어븀(Er, 원자번호 68번)’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)