신비한 원소 사전-⑩

질소의 바닥상태 전자배치 모형
질소의 바닥상태 전자배치 모형

 

N

7

원자가전자 : 5

원자량 : 14.006g/mol

전자배열 : [He]2s22p3

nitrogen

질소

비금속

 

질소는 지구 대기에서 가장 많은 비중을 차지한다. 대기 부피의 약 78%, 질량의 약 76%나 된다. 무색무취이며 화학적으로 안정한 상태여서 반응성이 없다. 인체와 반응하지 않는 안정한 원소이지만 인류가 똑똑해지면서 먹거리에 사용되기 시작했다.

먹으면 입에서 하얀 연기가 나는 과자나 아이스크림을 만들어 아이들을 유혹한다. 과자에 남은 낮은 온도의 액체질소가 기화되지 않고 체내로 흡수되며 세포를 괴사시켜 위에 구멍이 뚫린 사건도 발생했다. 자연에 존재하는 질소 분자(N2)는 큰 문제가 없다. 상온에서 질소는 대부분 기체 상태이고 -196가 돼야 액체로 존재하기 때문이다.

액체질소는 연구나 공업용 냉동 처리, 심지어 요리나 정자의 보관에까지 이용된다. 영화 터미네이터 2에서 T-1000을 얼려 깨뜨린 물질이 바로 액체질소이다.

☞SUFFOCATION
☞SUFFOCATION

1772년 러더퍼드는 대기에서 질소를 분리하는데 성공했다. 산소와 이산화탄소를 제거하고 남은 공기에 쥐를 넣었더니 질식을 하며 숨졌다. 호흡과 연소를 돕지 않는 원소라는 의미에서 유독한 공기(noxious air)라고 불렀다. 독일에서는 질식시키는 물질이라는 의미에서 Stickstoff라고 불렀고, 질소(窒素)라는 이름도 여기에서 왔다.

☞비옥FERTILITY
☞비옥FERTILITY

질소는 생명체에게 필수적인 원소이다. 세포를 구성하는 단백질을 만드는 데 사용되는 원소이기 때문이다. 동물과 식물은 땅에서 질소화합물을 섭취해 질소를 보충한다. 질소야말로 예로부터 농업에서 중시해온 지력의 정체이다. 질소 비료를 두고 공기에서 빵을 만들었다라고 표현한 이유이다.

☞보존PRESERVATION
☞보존PRESERVATION

우리나라에서는 질소를 사면 과자를 준다는 우스갯소리가 있다. 스낵과자 포장지가 부풀어 있는 모양은 내용물이 손상되는 것을 방지하기 위해 질소 기체를 충전해두었기 때문이다. 그 외에 산소와의 접촉을 피해야 하는 전자제품이나 포도주의 장기 보관에도 질소를 이용한다. 질소 기체를 채운 냉장고는 과일을 3년가량 보존할 수 있다.

☞사형DEATH PENALTY
☞사형DEATH PENALTY

질소는 무색·무미·무취이다. 피할 수 없다. 대기에 질소가 너무 많으면 아주 미약한 몽롱함과 무기력함만을 느끼다가 고통 없이 질식사하게 된다. 이런 이유로 오클라호마 등의 일부 지역에서는 인도적인 사형방법이라고 주장하여, 실제로 채택하고 있다.

☞이산화질소NITROUS OXIDE
☞이산화질소NITROUS OXIDE

질소의 다른 형태인 아산화질소가 커피에 사용되기도 한다. 질소 기체 거품이 커피 맛을 부드럽게 한다는 이유이다. 소량의 아산화질소는 큰 문제가 되지 않지만 일반적으로 의료용 마취제에 사용하는 물질이다. 마시면 기분이 좋아진다는 이유로 이 가스를 풍선에 채워 마시기도 한다. 일명 해피 벌룬(Happy Balloon)인데, 환경부에서 환각제로 지정한 물질이다.

김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수

 

 

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