15P30.974

원자번호 15 · 비금속

P

다른 이름: Phosphorus

인은 반응성이 큰 비금속으로, 어둠 속에서 빛나는 밀랍 같은 백린부터 안정한 적린·흑린까지 모습이 크게 다른 여러 형태로 존재한다. DNA의 뼈대, 에너지 운반체 ATP, 뼈와 치아의 광물을 이루는 생명의 필수 원소이며 비료의 핵심 성분이다.

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주요 성질

원자번호15
원자량30.974 (CIAAW 2024 요약 표준 원자량)
분류비금속
15
주기3
블록p
상태(25 °C, 1 atm)고체
녹는점317.3 K (44.2 °C)
끓는점553.65 K (280.5 °C)
밀도1.82 g/cm³
전기음성도(폴링)2.19
원자 반지름(반데르발스)180 pm
1차 이온화 에너지10.487 eV
전자 친화도0.746 eV
산화수+5, +3, -3
발견 연도1669

전자 배치

약식 표기
[Ne]3s2 3p3
전체 표기
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
껍질별 전자 수
2 · 8 · 5

오비탈 박스

1s2↑↓
2s2↑↓
2p6↑↓↑↓↑↓
3s2↑↓
3p3

주기율표 속 위치

발견의 역사

인은 기록된 역사에서 이름이 알려진 개인이 처음 발견한 원소다. 1669년 함부르크의 상인이자 연금술사 헤니히 브란트는 현자의 돌을 찾으려고 많은 양의 소변을 졸이고 남은 찌꺼기를 세게 가열했다. 그러자 어둠 속에서 빛나고 공기 중에서 저절로 불이 붙는 하얀 밀랍 같은 물질이 모였다.

브란트는 방법을 비밀로 했지만, 곧 요한 쿤켈과 로버트 보일이 스스로 인을 만드는 법을 알아냈다. 1770년대 칼 빌헬름 셸레와 요한 고틀리브 간은 뼈에 인이 들어 있음을 밝혔고, 셸레는 뼛가루로 인을 만드는 방법을 개발해 이후 약 100년 동안 표준 원료가 되었다. 라부아지에는 1770~1780년대 인을 원소 목록에 올렸다. 나중에는 대규모 광상에서 캐낸 인광석이 뼈를 대신하게 되었다.

이름의 유래

영어 이름 phosphorus는 '빛을 가져오는 것'이라는 뜻의 그리스어 phosphoros에서 왔다. 새벽에 뜨는 금성을 부르던 옛 이름으로, 백린이 공기 중에서 희미하게 빛나기 때문에 붙었다. 원소 기호는 P다. 한국어 '인(燐)'은 도깨비불처럼 스스로 빛나는 불을 뜻하는 한자로, 역시 인의 발광 현상과 관련된 이름이다.

주요 용도

  • 비료: 캐낸 인광석 대부분은 인산을 거쳐 비료가 되며, 현대 농업의 수확량에 꼭 필요하다.
  • 식품·음료: 인산은 콜라의 새콤한 맛을 내고, 인산염은 팽창제와 보존제로 쓰인다.
  • 성냥: 안전성냥 갑의 마찰면에는 적린이 들어 있다.
  • 배터리: 인산 철 리튬은 열에 안정해 널리 쓰이는 양극재다.
  • 화학 제품: 난연제, 수처리제, 금속 표면 처리, 농약에 쓰인다.

동위원소

인의 안정 동위원소는 인-31 하나뿐이어서, 인 NMR은 살아 있는 조직과 화합물을 연구하는 강력한 도구가 된다. 방사성 인-32(반감기 약 14.3일)와 인-33(약 25일)은 분자생물학에서 DNA와 단백질을 표지하는 데 쓰인다. 인-32는 일부 혈액 질환 치료에 쓰인 적도 있다.

생활 속 원소

성인의 몸에는 약 0.7 kg의 인이 있으며, 대부분 인산 칼슘 형태로 뼈와 치아에 들어 있다. 유제품·고기·생선·콩 등 거의 모든 음식에 들어 있어 식사로 인한 결핍은 드물다.

백린은 독성이 강하고 공기 중에서 저절로 불붙기 때문에 물속에 보관한다. 농경지와 하수에서 흘러든 인산염은 호수에 녹조를 일으키며, 인광석 매장량이 몇몇 나라에 몰려 있어 폐기물에서 인을 회수하는 연구가 활발하다.

알아 두면 좋은 사실

  • 백린은 약 317 K(44 °C)에서 녹아 체온보다 조금 높은 온도에서 액체가 된다.
  • 백린의 희미한 초록 빛은 방사능이 아니라 공기 중에서 천천히 산화하며 나는 빛이다.
  • 흑린은 원자 한 층 두께로 벗겨 낼 수 있으며, 이를 포스포린이라고 한다.

같은 족 원소 (15)

데이터 출처 · 물성: PubChem 주기율표(미국 NIH/NLM 공공 데이터) · 원자량: CIAAW 2024 요약 표준 원자량 · 원소 이름: 대한화학회 원소 이름(한국어), Wikidata(CC0). 기준일 2026-09-23.