플루오린 F

발견의 역사

광물 형석(플루오린화 칼슘)은 16세기부터 금속 제련의 용제로 쓰였으며, 게오르기우스 아그리콜라가 1529년 이를 기록했다. 1770년대 칼 빌헬름 셸레는 형석을 산으로 처리해 유리를 녹이는 플루오린화 수소산을 만들었다. 19세기 초 앙드레마리 앙페르와 험프리 데이비 등은 이 산 속에 염소와 비슷한 미지의 원소가 있다고 생각했다.

그러나 이 원소를 분리하는 일은 매우 어렵고 위험했다. 플루오린은 어떤 용기든 부식시켰고, 플루오린화 수소 증기에 여러 연구자가 다쳤으며 목숨을 잃은 사람도 있었다고 전해진다. 마침내 1886년 6월 26일 프랑스의 화학자 앙리 무아상이 백금-이리듐 장치를 사용해 낮은 온도에서 액체 플루오린화 수소에 녹인 플루오린화 수소 포타슘을 전기 분해하는 데 성공했다. 양극에서 모은 기체는 규소에 불을 붙였고, 그는 1906년 노벨 화학상을 받았다.

이름의 유래

이름은 광물 형석(fluorite)에서 왔으며, fluorite는 '흐르다'를 뜻하는 라틴어 fluere에서 유래했다. 형석이 용광로에서 광석을 잘 녹여 흐르게 했기 때문이다. 자외선을 받으면 빛나는 형석 덕분에 '형광(fluorescence)'이라는 말도 생겼다. 원소 기호는 F다. 한국에서는 오랫동안 '불소(弗素)'라고 불렀으나, 대한화학회가 국제 명칭에 맞춘 원소 이름을 정하면서 현재 공식 이름은 '플루오린'이다. 치약 광고 등에서는 지금도 '불소'라는 말이 흔히 쓰인다.

주요 용도

• 치아 건강: 치약 속 플루오린화물과 일부 나라의 수돗물 플루오린화물 첨가가 치아 법랑질을 튼튼하게 해 충치를 줄인다.
• 고분자: 1938년 우연히 발견된 PTFE(테플론)는 눌어붙지 않는 조리 기구와 화학 약품에 강한 패킹에 쓰인다.
• 핵연료: 육플루오린화 우라늄은 우라늄 농축에 쓰는 기체다.
• 의약·농약: 플루오린 원자를 넣으면 약물이 몸속에서 더 안정해지는 경우가 많아, 널리 쓰이는 약 가운데 플루오린을 포함한 것이 많다.
• 냉매·전자: 플루오린계 냉매, 반도체 제조용 식각 기체, 리튬 이온 전지 전해질(육플루오린화 인산 리튬)에 쓰인다.

동위원소

플루오린의 안정 동위원소는 플루오린-19 하나뿐이다. 가장 중요한 방사성 동위원소는 반감기 약 110분인 플루오린-18이다. 포도당 유사 분자에 붙이면 FDG가 되는데, 이는 PET 검사에서 가장 널리 쓰이는 추적자로, 많은 종양처럼 포도당을 많이 쓰는 조직을 밝게 보여 준다. 반감기가 짧아 병원 가까이의 사이클로트론에서 만들어 바로 써야 한다.

생활 속 원소

치약에 든 정도의 플루오린화물은 안전하고 유익하지만, 많이 삼키면 해롭고 어린 시절 오랫동안 과다 섭취하면 치아에 흰 반점이 생기는 치아 플루오린증(흔히 불소증)이 나타날 수 있다. 플루오린 기체와 플루오린화 수소산은 매우 위험하며, 특히 이 산은 피부를 뚫고 들어가 깊은 조직을 손상시킨다.

냉장고와 스프레이에 흔히 쓰이던 염화 플루오린화 탄소(CFC, 프레온)는 오존층을 파괴해 1987년 몬트리올 의정서에 따라 퇴출되었다.