2024.10.01 - [상식+/원소의 작은 사전] - 원소의 작은 사전
2. 헬륨 He
Helium
| 그리스어의 Helios(태양)에서 유래. 영족기체 원소의 하나 |
가장 가벼운 영족기체 원소. 화학적으로 비활성이며 일원자 분자의 기체로서만 존재한다.
헬륨은 1868년 인도에서 있은 일식 관측때에 로켜(Lockyer, Joseph Norman 1836. 5. 17 ~ 1920. 08. 16 영국의 천문학자)가 태양 스펙트럼 속에서 발견했다는 원소이다. 지상 뿐만 아니라 태양 속에서 최초로 관측되었다는 사실이 가리키듯이 클라크 수는 72위로 지상에서의 존재량은 작다. 대기 속에도 미량이 존재하는 외에 클리베이트(Cleveit)라 불리는 우라늄 광석 등에도 함유되어 있다. 이것은 우라늄이 방사성 붕괴를 할 때 생긴 alpha-선(헬륨의 원자핵 자체)이 헬륨으로서 암속 속에 남겨진 것이다. 이 같이 지상에도 존재하지만 비활성인 탓도 있어 일반에게는 친근감이 적은 원소의 하나이다.
그러나 헬륨의 원자핵은 양성자 다음으로 이 세상에 태어난 오래된 원자핵이다. 우주론에 따르면 우주 개벽 때부터 14초가 채 못 되었을 때의 일이라고 한다. 그리고 우주 전체로서의 존재도는 수소 다음으로 많아서 매우 흔한 원소이다. 이 풍부한 헬륨이 지상에 매우 적은 것은 가볍기 때문에 지구의 중력에서는 잘 유지되지 않고 우주 공간으로 빠져 나갔기 때문이다.
그다지 재미가 없을 것 같은 이 원소가 최근에 갑자기 매력적인 물질이 되었다. 헬륨은 이 세상에서 가장 끓는 점이 낮아서 도저히 액화(液化)는 무리일 것이라고 오랫동안 생각되어 왔다. 그 헬륨 기체가 네덜란드의 물리학자 오네스(Kamerlingh Onnes, Heike 1853. 09. 21~1926. 2. 21. 1913년 노벨 물리학상.)의 집념에 찬 노력의 결과로 마침내 액체가 된 것이다. 기체를 압축하여 급히 냉각하면 온도가 내려가는데, 오네스가 이 원리를 교묘히 이용하여 헬륨의 액화에 성공한 것은 1908년이었다. 액체헬륨은 끓는점 4.21 K(-268.94 oC)로 극저온의 액체이며 이 것을 활용함으로써 절대영도(0 K)에 가까운 극저온의 불가사의한 세계가 열렸다. 이 원소의 특출한 점은 뭐니뭐니해도 액체헬륨 자체이며 2.1 K 이하의 저온에서는 보통의 액체와는 전혀 다른 이상한 성질을 보인다. 열전도도가 비정상적으로 크고 점성(粘性)이 매우 작아지며 시험관에 넣어두면 저절로 가장자리를 타고 흘러나와버린다. 이런 현상을 초유동(超流動)이라 부르는데, 그 밖에도 극저온의 세계에서는 지금까지 생각조차 하지 못했던 현상이 연달아 발견되고 있다.
