주기율표 3번 원소 리튬(Li) – 작지만 강한 에너지,

주기율표로 떠나는 원소 여행 시리즈

 

각 원소의 발견 이야기, 성질, 일상 속 활용, 산업적 가치까지 ‘과학이 어렵지 않게 느껴지는 글’을 목표로 합니다.

이름부터 강렬하다! – 원소의 발견 이야기 ‘리튬(Lithium)’이라는 이름은

그리스어 lithos(돌) 에서 유래했습니다.

즉, “돌에서 나온 원소”라는 뜻이지요.

다른 알칼리금속(나트륨, 칼륨 등)이 대부분 식물에서 발견된 것과 달리,리튬은 암석 속 광물에서 처음 발견되었습니다.

1817년, 스웨덴의 화학자 요한 아르페드손(Johan August Arfwedson)은 스웨덴 우토(Öto) 섬의 페탈라이트 광석을 분석하다가

새로운 금속 원소의 존재를 확인했습니다. 그는 당시 명망 높은 화학자 베르셀리우스와 함께 이 금속을 연구했고,

결국 새로운 원소로 인정받게 되었습니다.

 

리튬은 주기율표에서 원자번호 3번, 가장 가벼운 금속 원소입니다.

겉보기엔 단순한 금속이지만, 오늘날 인류의 스마트 기기를 움직이는 핵심 에너지의 주역이 되었습니다.

 

이 원소, 어디서 봤더라? – 일상 속 등장 사례

리튬이라는 단어는 이제 거의 ‘배터리’와 한 몸처럼 따라붙습니다.

스마트폰, 노트북, 전기차, 드론까지—우리 주변에서 전기를 저장하는 대부분의 장치에는 리튬이온 배터리가 들어 있습니다.

리튬이 이렇게 인기를 얻은 이유는 명확합니다.

 

• 금속 중 가장 가벼운 원소

• 전위차(전압)가 높고 반응성이 크다

• 에너지 밀도가 높다

 

즉, 작지만 강력한 전하 이동 능력을 가진 금속이기 때문에, 한정된 공간 안에 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.

또한, 리튬은 단순히 배터리뿐 아니라 항우울제 성분으로도 사용됩니다.

‘탄산리튬(Li₂CO₃)’은 조울증(양극성 장애)의 기분 안정제로 널리 쓰이죠.

이처럼 리튬은 전자기기부터 인체의 신경화학까지, 다양한 세계에서 활약하는 특별한 원소입니다.

 

작지만 놀라운 성질

리튬은 은백색의 부드러운 금속으로, 칼로도 쉽게 자를 수 있을 정도로 연합니다.

하지만 공기 중에서는 금세 산화되어 표면이 흐려집니다.

물과 반응하면 격렬히 반응하여 수소 기체를 발생시키며,

이 반응은 나트륨·칼륨보다 덜하지만 여전히 주의가 필요합니다.

리튬은 주기율표에서 1족 알칼리금속에 속합니다.

이 그룹의 특징은 외곽 껍질에 전자 1개를 갖고 있어, 전자를 내놓고 양이온이

되기 쉽다는 점입니다. 덕분에 리튬은 전기화학 반응에서 매우 중요한 역할을 합니다.

또한, 리튬의 밀도는 물보다 약간 가벼워(0.534g/cm³) 금속임에도 물에 뜨는 유일한 금속 중 하나입니다.

작지만 에너지 효율이 높고, 반응성이 뛰어나며, 전기적 성질이 탁월하죠.

 

산업과 과학 속 슈퍼스타

오늘날 리튬은 21세기의 석유라 불릴 만큼 전략적으로 중요한 원소입니다.

특히 리튬이온 배터리는 현대 산업의 심장이라 할 수 있습니다.

 

• 전기자동차(EV): 배터리의 핵심 재료

• 에너지 저장 시스템(ESS): 재생에너지 저장용 대형 배터리

• 휴대용 전자기기: 스마트폰, 노트북, 카메라 등

• 항공우주 산업: 가볍고 안정적인 전력 공급용

 

리튬 자원은 주로 칠레, 볼리비아, 아르헨티나의 ‘리튬 삼각지대’에서 추출됩니다.

바닷물이나 염호(소금호수)의 염수 속에 포함된 리튬염(LiCl)을 전기분해해

금속 리튬을 얻습니다.

최근에는 ‘리튬 리사이클링 산업’도 빠르게 성장하고 있어, 사용한 배터리에서

리튬을 회수해 다시 사용하는 기술이 주목받고

있습니다.

 

 

조심하세요! – 리튬의 위험성과 관리

리튬은 반응성이 매우 커서 물이나 공기 중 수분과 닿으면 폭발적으로 반응합니다.

따라서 금속 리튬은 기름 속이나 불활성 가스 환경에서 보관해야 합니다.

배터리 형태의 리튬도 과충전, 물리적 충격, 고온 노출 등으로 폭발 위험이 있습니다.

그래서 리튬이온 배터리는 복수의 안전장치(BMS, 과열차단, 전압센서)를 반드시 탑재합니다. 또한, 리튬 자원 채굴 과정에서 환경 오염 문제가 제기되고 있습니다.

대규모 염수 증발 방식은 지역 생태계의 물 부족을 초래할 수 있어,

‘친환경 채굴’과 ‘재활용 기술’이 앞으로의 핵심 과제가 될 것입니다.

항     목	내          용
원소기호	Li
원자번호
분     류	알칼리금속
주요특징	가장 가벼운 금속, 높은 전기화학 반응성
활     용	리튬이온 베터리, 의약품, 합금재료
주요산지	칠레, 볼리비아, 아르헨티나(리튬 삼각지대)
주 의 점	수분 접촉시 폭발성 발응, 채굴 시 환경오염 유의

 

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