신비한 원소 사전-㉑

스칸듐의 바닥상태 전자배치 모형
스칸듐의 바닥상태 전자배치 모형

여름철 운동 경기는 온도가 높은 한낮을 피해 주로 야간에 벌어진다. 야간 경기를 위해 운동장을 찾으면 놀라운 광경을 볼 수 있다. ‘대낮처럼 밝다라는 표현에 손색이 없을 정도로 밝기 때문이다. 경기장 주변에 설치된 스탠드를 보면 위쪽에 수많은 조명이 줄지어 설치되어 있다. 분명 일반적인 조명은 아니다.

조명에 사용되는 것은 대부분 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp)이다. 여기에는 일반적인 전구에 사용되는 수은과 아르곤 외에 스칸듐을 이용한다. 아이오드화스칸듐(ScI3)이라는 스칸듐-할로젠화합물로 채워져 있다. 전류가 흐르면 방전하며 발생한 열전자에 의해 금속 원자와 할로젠 원자로 해리된다.

이온화된 금속 원자의 빈 곳에 전자가 채워지거나 들뜬 금속 원자의 전자가 안정화되며 그 에너지에 상응하는 원소 특유의 강한 스펙트럼을 발산한다. 일반적인 할로젠 램프와 비교하면 소비전력은 절반이면서 수명은 다섯 배에 달한다. 이 조명은 방송 촬영용 조명에도 사용한다.

☞HIGH LUMINANCE
☞HIGH LUMINANCE

스칸듐의 가장 대표적인 활용은 메탈 할라이드 램프이다. 발광관에 스칸듐을 넣고 방전하는 것으로, 태양광과 비슷한 수준의 고휘도 빛을 발할 수 있다. 알루미늄과 합금으로 만들면 알루미늄의 가벼운 성질을 그대로 가지면서 강도와 탄성이 비약적으로 증가한다. 내부식성도 강해, 항공우주 산업에서 활용한다.

☞SCANDINAVIA
☞SCANDINAVIA

멘델레예프는 주기율표를 만들면서 아직 발견되지 않은 원소의 존재를 예측했다. 칼슘과 타이타늄 사이에 존재할 거라고 생각한 원소에 에카붕소(ekaboron)라는 이름을 붙였는데, 10년 후에 닐슨이 미지의 원소를 발견하면서 이 예측이 맞아떨어졌다. 이 원소는 스칸디나비아반도에서만 발견되는 광석에서 나왔기 때문에, 그 이름을 따 명명했다.

Sc

21

원자가전자 : 3

원자량 : 44.955g/mol

전자배열 : [Ar]3d14s2

scandium

스칸듐

전이금속

 
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수

 

 

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