네온이란 무엇일까?

#1 네온이란?

네온은 비활성 기체에 속하는 화학 원소로 기호는 Ne이고 원자 번호는 10이다. 네온은 그리스어로 새롭다를 뜻하는 neos를 어원에 두고 있다. 원래는 1898년, 램지와 트래버스가 발견하여, 램지의 아들이 라틴어로 새롭다를 뜻하는 navus를 의미하는 이름 노븀을 사용하자고 제안 하였으나, 램지는 네온 즉 neos를 어원으로 둔 네온이라는 이름을 사용하였다.

 

네온은 색깔과 냄새, 맛이 없으며 공기보다 가볍다. 저압방전에 의해 적색의 휘선스펙트럼을 나타낸다. 비활성 기체로서 단원자 분자 상태로 존재한다. 헬륨 다음으로 반응성이 낮다.

 

이제는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 네온, 네온의 역사와 용도에 대해서도 함께 알아볼까요?

 

 

#2 역사

네온은 1898년에 램지와 그의 제자 트래버스가 당시 새롭게 찾아낸 기체 아르곤과 헬륨의 성질을 연구하는 과정에서 발견하였다. 그들은 액화 공기의 저온 분별 증류를 통해 네온과 함께 다른 비활성 기체인 크립톤과 제논도 분리하였고, 스펙트럼으로 이들을 확인하였다. 제온을 전기적으로 들뜨게 하면 밝은 붉은색의 빛을 낸다는 것도 이들이 발견하였다. 이들 공적으로 램지는 1904년 노벨화학상을 수상하였다. 램지는 네온을 그리스어로 새로운을 뜻하는 neos를 따서 neon이라고 이름지었다. 크립톤과 크세논은 각각 그리스어로 은둔자를 뜻하는 'kryptos'와 '낯선'을 뜻하는 xeons를 따서 명명하였다.

 

1902년에 프랑스의 에어리퀴드 회사가 설립되고, 공기에서 네온을 분리 생산하여 판매하기 시작하였다. 이 회사는 1910년에 네온 램프를 선보였고, 1912년에는 광고판으로 네온 방전관을 판매하기 시작하였다. 네온은 과학의 발전에 큰 기여를 하였다. 톰슨 경은 1913년에 기체 방전관에서 나오는 양이온의 조성을 연구하는 과정에서, 네온 양이온들이 이의 경로에 수직으로 걸어준 전기장과 자기장에 의해 두 개의 포물선을 그리며 휘는 것을 발견하였다. 이를 통해 그는 질량이 다른 두가지의 네온 양이온이 있음을 발견하였다. 즉 네온의 동위원소를 발견하였다. 이는 한 원소에서 방사성이 아닌 안정한 동위원소가 존재할 수 있다는 최초의 발견이다. 또한 이 실험은 오늘날 과학의 여러 분야에서 중요하게 사용되는 질량분석의 첫 번째 예이다.

 

 

네온을 비롯한 비활성 기체들이 잇달아 발겸됨에 따라 이들이 주기율표에 18족으로 들어가게 됨으로써 주기율표의 정확성이 입증되고, 가장 전기음성인 할로겐족 원소와 가장 전기양성인 알칼리 금속 사이의 연결 고리가 만들어졌다. 그리고 이들 원소들이 화학 반응성이 없고 단원자 분자로 존재한다는 사실에서, 원소들의 성질을 원자가 전자의 수로 설명하는 옥텟 규칙이 나오게 되었다.

 

 

 

#3 용도

글로 방전을 이용한 네온등의 붉은 색은 네온 사인을 이용한 광고판에 자주 사용된다. 다른 비활성 기체를 첨가하여 여러 종류의 색깔을 낼 수도 있다.

 

네온 기체는 헬륨과 혼합되어 레이저에 사용된다. He-Ne 레이저에서 나오는 순도 높은 빛은 들뜬 에온에서 나오는 것으로 헬륨은 Ne를 들뜨게 하는 작용을 한다. 붉은색의 레이저 포인터, 바코드 스캐너, 레이저 치료 그리고 광학 디스크를 읽는데 사용된다. 

 

 

네온의 가장 큰 용도는 밝은 주홍빛을 내는 네온 조명이다. 이에는 두 가지 유형이 있는데, 하나는 보통 네온램프라 부르는 것이고, 다른 하나는 네온사인으로 대표되는 네온 방전관이다. 네온램프는 네온 기체가 조금 들어있는 유리 전구에 2개의 전극을 2~3mm 간격으로 두고 방전시켜 음극에서 밝은 붉은색의 빛을 내게 만드는 장치이다. 네온램프는 소형으로 제작 가능하며, 가정용 전압으로 작동되고 소모 전력이 적어 전자 기기의 표시기, 야간 실내등으로 사용되며, 전압 조절기, 고전압 보호기로도 이용된다. 또한 네온램프에서 나오는 빛의 스펙트럼은 광학 장치의 파장 보정에도 사용된다. 네온 방전관은 긴 유리관에 네온 기체를 조금 넣고 관의 양 끝에 전극을 두고 높은 전압으로 방전하여 빛을 내게 만든 장치로, 광고판 등에 이용되었다. 네온은 조명 이외에 피뢰기, 브라운관, 검전기 등을 만드는데도 사용되어 왔다.