팔라듐 (Pd)

발견 과정

발견: 1803 · William Hyde Wollaston

1802년6월 윌리엄 하이드 울러스턴은 새로운 귀금속 원소를 발견하고는 같은 해4월에 발견된 소행성 팔라스에서 이름을 따 '팔라듐'이라는 이름을 붙였다. 그는 남아메리카에서 발견된 백금 광석을 왕수로 녹인 후 수산화 나트륨으로 중화시키고 이를 다시 염화 암모늄과 반응시켜 백금을 분리해냈다. 여기에 사이안화 수은을 가하자 사이안화 팔라듐이 생성되었는데 이를 가열하여 순수한 팔라듐을 얻었다.

용도와 활용

팔라듐은 고운 분말 형태가 되면 수소화 반응과 탈수소화 반응, 석유의 크래킹 등의 촉매로 작용한다. 유기 화학에서 탄소 사슬을 생성하는 반응의 대부분은 팔라듐 화합물을 촉매로 하여 일어날 수 있다. 또, 팔라듐을 도체에 분산시키면1차 알코올을 산화시킬 때 뛰어난 촉매가 된다. 차량의 촉매 변환 장치에도 들어가며, 주행 시1km당4~108나노그램 정도의 팔라듐 입자가 배출된다. 팔라듐 해면은 염화팔라듐을 수소 기류 하에서 열분해하여 만들어지는데, 스펀지 모양을 닮았다 하여 팔라듐 해면(팔라듐 스펀지)라는 이름이 붙었다. 팔라듐 해면 또한 촉매로서 사용된다. 팔라듐은 축전기 제조에 이용되기도 한다. 순수한 팔라듐이나 은과의 합금은 축전기에서 전극으로 사용된다. 도금이나 땜납 용도로 사용되기도 한다. 가솔린, 하이브리드 차량 정화장치에 들어간다. 팔라듐은 실온에서 팔라듐 원자1개당1개 이하의 수소 원자를 흡수하여 수소화 팔라듐(PdHx)을 생성한다. 이는 다른 전이 금속에서도 나타나는 특성이기는 하지만 팔라듐의 수소 흡수 능력은 다른 전이 금속들보다 훨씬 뛰어나며, 결합하는 수소의 개수가 많아져도 그 연성을 잃지 않는다. 이러한 성질은 효율적이면서도 값싼 수소 저장 물질을 개발하는 연구에서 주목받고 있다. 이 밖에도 팔라듐은 보석이나 장신구, 사진 등에도 일부 사용된다. 영화 아이언맨에서는 주인공의 가슴에 장착된 아크 원자로에 팔라듐이 사용되는 것으로 나온다.

동위원소

Naturally occurring palladium is composed of six stable isotopes. The most stable radioisotopes are 107Pd with a half-life of 6.5 million years (traces found in nature), 103Pd with a half-life of 16.99 days, and 100Pd with a half-life of 3.63 days. There are 25 other radioisotopes characterized ranging from 91Pd to 129Pd. These have half-lives of less than thirty minutes, except 101Pd (8.47 hours), 109Pd (13.6 hours), and 112Pd (21.0 hours). For isotopes with atomic masses less than that of the most abundant stable isotope, 106Pd, the primary decay mode is electron capture with the primary decay product being rhodium. The primary mode of decay for those isotopes of Pd with atomic mass greater than 106 is beta decay with the primary product of this decay being silver. Radiogenic 107Ag is a decay product of 107Pd and was first discovered in 1978 in the Santa Clara meteorite of 1976. The di