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불꽃 반응

덤프버전 :

1. 개요
2. 예시
3. 목록
4. 원리


1. 개요[편집]


영화 <엘리멘탈>의 예고편
불꽃 반응이란 어떤 금속을 포함한 화합물을 푸른 불꽃에 넣었을 때 그 불꽃의 색이 금속의 종류에 따라 변하는 현상이다. 이러한 불꽃의 색은 금속 종류에 따라 다르므로, 이를 거꾸로 이용하여 어떤 화합물을 불꽃에 넣었을 때 나오는 색을 보면 금속 종류를 파악할 수 있다. 실제로 불꽃 반응의 영문명은 금속 검출 방법이라는 점 때문에 flame test이다. 참고 색깔이 비슷해 보여도 분광기를 통해 스펙트럼을 분석하면 차이를 알아낼 수 있다.


2. 예시[편집]


우리 생활에서 가장 쉽게 불꽃 반응을 확인할 수 있는 방법은 바로 가스레인지에 소금물을 묻혀 보거나 정 안 된다면 소금을 직접 던져 보는 것[1]이다. 식용 소금은 대개 염화나트륨으로 구성되어 있기 때문에 나트륨에 의한 노란색이 나타난다. 참고로 이렇게 나오는 노란색은 파장이 589.29 nm인 나트륨의 고유한 특징으로서 소듐 D-선(sodium D-lines)이라고 부르는데, 이 빛이 우리가 밤에 길거리에서 자주 볼 수 있는 노란색 가로등 불빛이다.참고 그 외에도 유명한 색으로는 진홍색의 스트론튬, 청록색의 구리 등이 있다.

캠프파이어에 여러 금속 혼합물을 넣어서 불꽃 색깔을 다채롭게 하는 캠핑용품이 있다.


3. 목록[편집]


원자 번호원소색상
3리튬빨간색
4베릴륨아이보리
5붕소연두색
11나트륨노란색
12마그네슘하얀색
13알루미늄은백색
15청록색
16파란색
19칼륨보라색, 분홍색
20칼슘주황색
21스칸듐주황색
22티타늄흰색
24크로뮴은색
25망가니즈연두색
26철(II)금색
26철(III)오렌지색
27코발트밝은 흰색
28니켈흰색
29구리청록색[2]
30아연아쿠아마린, 노란색
33비소파란색
34셀레늄파란색
37루비듐핫핑크, 제비꽃
38스트론튬크림슨
39이트륨카민
40지르코늄빨간색
41나이오븀푸른 녹색
42몰리브데넘송화
48카드뮴벽돌
49인듐남색
50주석담청색, 담자색
51안티모니허니듀
52텔루륨희미한 녹색
55세슘청자색
56바륨황록색
58세륨노란색
65터븀터키석
72하프늄흰색
73탄탈럼파란색
74텅스텐초록색
80수은빨간색
81탈륨초록색
82파우더블루
83비스무트바다색
88라듐크림슨


4. 원리[편집]


기본적인 원리는 불꽃에 의해 금속 원자 내지 이온의 최외각 전자가 들떴다가 다시 내려 오면서 방출하는 방출 스펙트럼이다. 그렇기 때문에 원자에 따라서 최외각 오비탈 간 에너지 차이에 해당하는 불빛이 나오고, 대개 레이저와 같이 단일 파장의 빛이 나오게 된다. 예컨대 소듐 불꽃에서 나오는 589.29 nm는 최외각 오비탈인 3s 오비탈에서 3p 오비탈로 들뜬 전자가 다시 3s 오비탈로 내려오면서 방출하는 빛이다. 더욱 자세한 분광실험에서는 단일 파장이 아닌 두 파장으로 나타나는데, 이는 스핀-궤도 결합에 의한 것으로, 소듐의 경우 588.9950 nm와 589.5925 nm에서 나타난다.

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[1] 이 경우 소금이 튈 수 있음에 유의.[2] 초록색에 가깝다.