아연(Zn)의 모든 것: 핵심 사실, 용도, 화학적 특성

아연이란?

주기율표에서 기호 Zn, 원자번호 30. 전자 배열 2, 8, 18, 2로 2개의 원자가 전자가 결합 형성 주도. 산소와 쉽게 반응해 산화아연(ZnO) 생성. 타 금속과 합금 형성해 산업용으로 널리 쓰임.

1. 이름의 유래

독일어 'Zink'에서 유래. 왕립화학회에 따르면 페르시아어 'Seng(돌)' 어원. 독일어 'Zinn(주석)'과 연관되어 '주석 같은' 의미일 수도. '인디안 주석', '투타네고', '칼라민', '스핀터' 등 다양한 옛 명칭 존재.

2. 지구상 존재 비율

• 지각: 75 ppm(0.0075%), 24위 풍부 원소
• 토양: 5~770 ppm(평균 64 ppm)
• 해수: 30 ppb, 대기: 0.1~4 µg/m³
• 구리, 납 등 타 염기성 금속과 함께 광물로 산출
• 세계 매장량 19~28억 톤(호주, 캐나다, 미국 대량, 이란 최대 매장)
• 제련: 광물 농축·소성 후 탄소 환원 또는 전기분해로 금속 아연 획득. 연간 1,100만 톤 이상 생산

3. 주요 용도

• 도금(아연도금): 철강 표면 아연 도금으로 녹 방지. 자동차, 가로등, 가드레일 등 아연도강판 광범위 사용
• 다이캐스팅: 자동차, 전기·전자, 하드웨어 부품 정밀 주조에 대량 사용
• 합금: 황동(브라스), 니켈 실버, 알루미늄 땜납 등
• 산화아연(ZnO): 도료, 고무, 화장품, 의약품, 플라스틱, 잉크, 세제, 배터리, 섬유, 전기 재료 제조
• 황화아연(ZnS): 야광 도료, 형광등, X선 스크린
• 내식성: 철강과 결합해 내후성 구조물 제작

4. 화학적 특성

• 비결합 원자 반지름: 2.01 Å
• 공유 반지름: 1.20 Å
• 전기음성도(폴링): 1.65
• 전이 금속 원소
• 전기 전도 양호, 공기 중 연소 시 청록색 불꽃과 백색 산화물 연기 발생
• 공기 중 노출 시 이산화탄소와 반응해 탄산아연(ZnCO₃) 얇은 막 형성 → 추가 산화·부식 방지(자연 부동태화)