칼코겐 원소의 일종. 산소는 원소[1] O와 상온에서 가장 안정한 동소체인 이원자 분자 O2를 모두 뜻한다. 그래서 혼동을 피하기 위해 산소 원소와 산소 분자(기체 산소) ...

칼코겐 원소의 일종. 산소는 원소[1] O와 상온에서 가장 안정한 동소체인 이원자 분자 O2를 모두 뜻한다. 그래서 혼동을 피하기 위해 산소 원소와 산소 분자(기체 산소) ...

2021. 5. 3. — 이렇게 나온 이산화 탄소는 다시 식물이 광합성해 산소와 탄소화합물로 돌아간다. 지구에서 일어나는 '탄소의 순환' 과정 중 일부이다. 식물도 호흡은 ...

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우주 전체에서 수소 다음으로 흔한 원소로 우주 전체 질량의 24%를 차지하고 있습니다. 그 이유는 물질이 원자 형태를 이룰 때 가장 간단한 조합이 수소와 같은 양성자1 + 전자1이기 때문이라 짐작되듯, 그 다음으로 간단한 조합이 헬륨과 같은 양성자2 + 중성자2 + 전자2이기 때문입니다. 

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다만 다른 원소와 거의 결합하지 않기 때문에 화합물로 존재하지 않으며 헬륨 자체의 단원자로 존재하기 때문에 매우 가벼워서 지구 중력으로 잡을 수 없어 서서히 우주 공간으로 빠져나가기 떄문에 지구에서는 꽤 희소합니다. 하지만 지구의 중력과 자기권 때문에 빠져나가더라도 아주 느린 속도로 빠져 나가 별 문제는 없을 듯하네요.

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헬륨은 공기보다 가볍기 때문에 비행선이나 풍선 안에 채워넣는 기체로 사용됩니다. 수소가 더 가볍고 싸긴 하나, 화기와 접촉 시 폭발과 화재의 위험이 있기 때문에 수소보단 무겁지만 안전한 헬륨을 선호하죠. 심해 같은 고압의 환경에서 작업하는 잠수부들의 질소 대체 가스로 사용되기도 합니다.  질소에 비해 혈액에 용해되는 정도가 낮기 때문에 압력을 낮출 때 생길 수 있는 잠수병의 위험이 적습니다. 또한 액체 헬륨은 초전도 전자석의 초전도 현상을 위한 냉각제로서 많은 곳에 사용되고 있습니다. 대표적으로 MRI 등이 액체 헬륨을 냉각제로 사용한다고 하네요.

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유리 산소(산소 분자, O₂)가 처음으로 지구 대기에 나타난 것은 고원생대로, 혐기성 생물(세균 및 고균)의 물질 대사 과정의 부산물로 만들어졌다. 유리 산소의 증가는 그 당시 대부분의 생물들을 죽음으로 몰아 갔으나, 반대로 산소를 이용하는 새로운 생물이 등장하는 계기가 되었다. 또한 오존층의 형성으로 육상생물이 등장하는 계기도 마련해주었다. 산소는 대부분 광합성 작용으로 만들어지는데, 약 4분의 3은 대양의 식물성 플랑크톤과 조류가, 나머지 4분의 1은 육상 식물이 만든다.

사람에게도 생명활동에 꼭 필요한 물질로써, 산소가 결핍되면 5분이 지나 뇌사 상태에 빠지고 8분 뒤면 사망한다. 사람을 비롯한 동물군의 체내에서 산소를 운반하는 것은 적혈구의 주요 역할이다.^[1]

이산화 탄소는 가장 강력한 대뇌 혈관 확장제 중 하나이다. 고농도의 이산화 탄소를 흡입했을 때 순환계에 이상을 일으켜 혼수상태 또는 사망에 이르게 할 수 있다. 다량의 이산화 탄소에 노출되었을 경우 질식이 일어날 수 있다. 낮은 농도의 이산화 탄소는 호흡의 증가와 두통을 일으킬 수 있다. 산소부족으로 인한 숨 가쁨, 정신적 경계심의 감소, 근육 조정의 손상, 판단력 상실, 감각의 무뎌짐, 정신적 불안정, 피로를 일으킬 수 있다. 질식의 과정으로 구역질, 구토, 피로, 의식 상실 등이 일어날 수 있으며 심할 경우 발작, 혼수상태, 사망에까지 이를 수 있다. 임산부에게서의 산소 부족은 태아 발육에 지장을 줄 수 있다.^[9]

수소(水素)라는 이름의 어원은 ‘물을 만들다’의 독일어 Wasserstoff에서 유래하였다. 영어로도 Hydrogen은 라틴어의 Hydro(물)와 비금속 원소의 접미사 -gen(만들다)이 합쳐진 뜻을 가지고있다. 프랑스어 hydrogène 역시 라부아지에가 1783년 '물을 생성한다.'의 의미로 명명하였다.

헬륨은 1868년 프랑스 천문학자 피에르 장센이 발견하였다. 그는 1868년 8월 18일 일식의 관측에서 특정 대역의 노란 빛, 즉 587.6 나노미터 부분에 새로운 선이 존재하는 것을 알아내고 헬륨의 존재를 밝혔다. 헬륨이라는 말은 그리스어로 태양을 뜻하는 말 헬리오스(Helios)에서 유래하였다.

수소 다음으로 가벼운 원소이며, 다른 원소와 잘 반응을 하지 않기 때문에, 지구상에서는 거의 존재하지 않는다. 현재 지구상의 헬륨은 대부분은 방사성 원소의 핵붕괴로 생성된 알파 입자가 천연 가스에 포획된 상태로 있다가 발굴된다. 1903년, 미국의 천연 가스전에서 다량의 헬륨이 발굴되었다.

그러나 헬륨은 우주에서 수소 다음으로 두 번째로 흔한 원소로서, 은하계 전체 원소의 24%를 차지한다. 태양과 가스 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성) 들도 수소와 헬륨이 전체의 대부분을 차지하고 있다. 그 외에 항성이 주계열성으로 빛나면서 중심부에서 일어나는 수소 핵융합 반응으로도 일부 생성된다.