특별기고

금 원소의 전자 배치도
금 원소의 전자 배치도

금속 중에 금이 유일하게 노란색인 이유는 뭘까. 모든 금속은 이온 형태로 잘 배열되어 쌓인 이온 덩어리로 존재한다. 이온 덩어리 전체에 자유전자가 광범위하게 퍼져 있다. 빛을 받은 자유 전자는 충돌한 전자기파와 같은 진동수로 진동하려고 한다. 결과적으로 자유전자는 가시광선의 에너지를 흡수하고 동시에 흡수한 에너지만큼의 전자기파를 다시 방출한다.

받은 가시광선 에너지를 그대로 돌려주면 밝은 광택으로 보인다. 금의 자유전자의 속도는 다른 금속에 비해 비교적 느리다. 그러니까 금의 자유전자가 에너지가 큰 푸른색과 초록색 영역의 전자기파를 흡수하지 못해 빛이 금 원자 안쪽의 전자껍질로 들어가 흡수되고 산란된다.

결과적으로 금은 노란색과 붉은색 영역을 반사하게 되는데, 붉은색 영역은 약한 빛이기 때문에 노란색이 두드러진다. 자유전자의 속도가 금보다 더 느린 구리는 노란색마저 구리 원자 안쪽 껍질에 흡수돼 붉은색이 두드러지게 보인다. 이처럼 금속의 색은 원자가 가진 자유전자 때문이다.

☞HISTORICAL METAL

금은 역사시대 이후 인류의 역사와 줄곧 함께해오면서 탐욕의 대상이 된 금속이다. 값싼 금속으로 금을 만들기 위한 연금술이 등장하고, 금을 확보하기 위한 침략과 교역이 일어났다. 금은 영어 이름과 기호의 유래가 서로 다르다. 영어 이름은 노란색을 뜻하는 앵글로색슨어의 Geolo에서 유래했다. 원소 기호인 Au빛나는 새벽을 뜻하는 라틴어 Aurum에서 따왔다.

☞EDIBLE

순수한 금은 독성이 없다. 일부 사람들이 금과 접촉하며 피부 알레르기를 일으키는데, 금이 원인이 아니고 대부분 불순물 때문이다. 간혹 일식이나 디저트에서 금을 식품에 첨가하는 경우를 볼 수 있는데 금을 섭취해도 문제가 없는 이유는 금이 체내에서 이온으로 전환되지 않기 때문이다.

☞NOBEL PRIZE MEDAL

2차 세계대전 당시 닐스 보어는 자신과 동료의 노벨상 메달을 보관하고 있었다. 그는 메달을 독일군에게 빼앗기지 않기 위해 왕수에 넣어두고 덴마크를 탈출했다. 독일군들은 집을 뒤졌지만 왕수가 든 병의 정체를 몰랐고, 전쟁이 끝난 후 보어는 왕수에 녹인 금을 환원시켜 금덩이로 되돌렸다. 이후 협회에서 그들에게 다시 메달을 제작해줬다.

☞ELECTRONIC CIRCUIT

전기와 열을 모두 잘 전하는 금속 중에 가장 전도율이 높은 원소는 은이다. 그리고 구리, , 알루미늄 순이다. 반도체 전자회로에 연결하는 선은 금으로 만든다. 전도도가 은이나 구리보다 낮은 금을 사용하는 가장 큰 이유는 금이 부식을 하지 않기 때문이다.

Au

79

원자가전자 : 11

원자량 : 199.966569g/mol

전자배열 : [Xe]4f145d106s1

gold

전이금속

 
김병민 한림대학교 나노융합 겸임교수
김병민 한림대학교 나노융합 겸임교수

 

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