붕소 편집하기
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− | + | '''붕소'''(Boron)은 원자번호 5의 원소로서 기호는 '''B'''이며 '''보론'''(boron)이라고도 부른다. 붕소는 붕사에서 얻어진 붕산을 분리해 생긴 원소로 금속과 비금속의 성질을 모두 가지고 있는 [[반금속]]이다. 붕소의 홑원소 물질은 검은색 고체로 아주 단단하며 단일원소 중에서는 다이아몬드 다음으로 단단하다. 붕소는 실온에서 고체 형태로 존재하며 여러 광물에서 발견되는 원소이다. 자연에서 천연 상태의 붕소는 거의 찾아볼 수 없으나 붕소의 [[화합물]]은 다양한 용도로 이용되고 있다. 오래전부터 특수유리 및 에나멜 도료의 원료로 잘 알려져 있다. 철과 붕소의 합금인 페로붕소는 제철공장 등에서 용해된 금속이나 합금에서 산소를 제거하기 위하여 첨가한 첨가제인 탈산제로 사용된다. 또, 유리의 원료를 비롯하여 붕산염으로서도 다양한 역할을 담당한다. | |
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천연의 붕소에는 질량수 10과 11의 붕소가 함유되어 있으며, 질량수 10의 붕소(B-10)가 약 20% 존재한다. B-10의 열중성자 흡수단면적이 4,017 barn으로써 크기 때문에 카드뮴(Cd)나 하프늄(Hf)과 함께 봉형태로 가공하여 원자로에 장착하여 원자로의 반응도 제어에 사용된다. 가압경수로에서는 잉여반응도 제어 목적으로 수용성 붕산(H₃BO₃)으로 만들어 냉각재에 용해시켜 사용한다. 또 B-10(n, α) 반응에 의해 생기는 α선을 이용하여 중성자를 계측하는데 사용되기도 하다. 핵의료에서는 붕소의 화합물을 뇌종양 등의 병소(病巢) 내에 주입하여 원자로로부터 방출하는 열중성자선을 조사하여 병소 내에서 B-10(n, α) 핵반응에 의해 발생한 α선을 병소부에 조사함으로써 종양을 파괴하여 치료하는 방법(BNCT)이 있다. | 천연의 붕소에는 질량수 10과 11의 붕소가 함유되어 있으며, 질량수 10의 붕소(B-10)가 약 20% 존재한다. B-10의 열중성자 흡수단면적이 4,017 barn으로써 크기 때문에 카드뮴(Cd)나 하프늄(Hf)과 함께 봉형태로 가공하여 원자로에 장착하여 원자로의 반응도 제어에 사용된다. 가압경수로에서는 잉여반응도 제어 목적으로 수용성 붕산(H₃BO₃)으로 만들어 냉각재에 용해시켜 사용한다. 또 B-10(n, α) 반응에 의해 생기는 α선을 이용하여 중성자를 계측하는데 사용되기도 하다. 핵의료에서는 붕소의 화합물을 뇌종양 등의 병소(病巢) 내에 주입하여 원자로로부터 방출하는 열중성자선을 조사하여 병소 내에서 B-10(n, α) 핵반응에 의해 발생한 α선을 병소부에 조사함으로써 종양을 파괴하여 치료하는 방법(BNCT)이 있다. | ||
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== 개요 == | == 개요 == | ||
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H₃BO₃(붕산) 붕소와 수소로만 구성되어 있는 화합물 집단을 보레인(borane) 화합물이라고 한다. 가장 간단한 보레인은 BH₃이다. 이 분자는 여섯 개의 원자가 전자만 갖는다. 따라서 팔전자 규칙의 예외이다. 결과적으로 BH₃은 자기 스스로 반응하여 다이보레인(diborane, B2H₆)을 생성한다. 이 반응은 Lewis 산-염기 반응으로 간주할 수 있다. 각 BH₃에서 하나의 BH 결합 전자 쌍이 다른 분자에게 전자 주개 역할을 한다. 결과적으로 다이보레인은 수소 원자가 두 개 결합을 생성하는 특이한 분자이다. 다리놓인 수소(bridging hydrogen)라고 하는 이러한 수소는 흥미로운 화학 반응성을 보인다. 두 개의 붕소 원자 간에 수소 원자의 공유는 각 붕소 원자의 원자가 전자의 결핍을 다소 보완한다. 그럼에도 불구하고 다이보레인은 격렬하게 반응하는 큰 분자이고, 공기 중에서 자발적 가연성이다. 산화 붕소나 탄화 붕소는 다이아몬드보다 단단하다고 알려져 있다. 하지만 희귀하다는 이유로, 잘 쓰이지 않는다. | H₃BO₃(붕산) 붕소와 수소로만 구성되어 있는 화합물 집단을 보레인(borane) 화합물이라고 한다. 가장 간단한 보레인은 BH₃이다. 이 분자는 여섯 개의 원자가 전자만 갖는다. 따라서 팔전자 규칙의 예외이다. 결과적으로 BH₃은 자기 스스로 반응하여 다이보레인(diborane, B2H₆)을 생성한다. 이 반응은 Lewis 산-염기 반응으로 간주할 수 있다. 각 BH₃에서 하나의 BH 결합 전자 쌍이 다른 분자에게 전자 주개 역할을 한다. 결과적으로 다이보레인은 수소 원자가 두 개 결합을 생성하는 특이한 분자이다. 다리놓인 수소(bridging hydrogen)라고 하는 이러한 수소는 흥미로운 화학 반응성을 보인다. 두 개의 붕소 원자 간에 수소 원자의 공유는 각 붕소 원자의 원자가 전자의 결핍을 다소 보완한다. 그럼에도 불구하고 다이보레인은 격렬하게 반응하는 큰 분자이고, 공기 중에서 자발적 가연성이다. 산화 붕소나 탄화 붕소는 다이아몬드보다 단단하다고 알려져 있다. 하지만 희귀하다는 이유로, 잘 쓰이지 않는다. | ||
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== 참고자료 == | == 참고자료 == | ||
* 〈[https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B6%95%EC%86%8C 붕소]〉, 《위키백과》 | * 〈[https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B6%95%EC%86%8C 붕소]〉, 《위키백과》 | ||
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* 〈[https://blog.lgchem.com/2019/09/04_boron/ 원소로 보는 화학사 Vol.056, 원자번호 5번 '붕소'를 소개합니다.]〉, 《LG케미토피아 블로그》, 2019-09-04 | * 〈[https://blog.lgchem.com/2019/09/04_boron/ 원소로 보는 화학사 Vol.056, 원자번호 5번 '붕소'를 소개합니다.]〉, 《LG케미토피아 블로그》, 2019-09-04 | ||
* 〈[https://atomic.snu.ac.kr/index.php/%EB%B6%95%EC%86%8C 붕소]〉, ''Atomic Wiki'' | * 〈[https://atomic.snu.ac.kr/index.php/%EB%B6%95%EC%86%8C 붕소]〉, ''Atomic Wiki'' | ||
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== 같이 보기 == | == 같이 보기 == | ||
* [[붕산리튬]] | * [[붕산리튬]] | ||
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