비스무트(bismuth)

‘비스무트’는 순수한 광물의 형태로는 드물게 발견된다. 비스무트는 지구 지각에 ‘금’의 약 2배정도 있어 흔한 원소는 아니다. 이렇게 발견된 천연 비스무트에서 결정형을 발견하기는 쉽지 않으며, 육안으로 감별하는 것 역시 어렵다.

사진 : 자연에서 발견되는 소량의 천연 비스무트

이런 투박한 비스무트보다 보다 많은 즐거움을 선사하는 것은 특이한 색깔과 결정을 가진 비스무트이다. 이런 비스무트는 자연산이 아니라 인간이 실험을 통해 만들어낸 비스무트이다.

이런 화려한 색깔은 빛의 간섭으로 인해 생긴다. 비스무트의 결정 표면이 산화되어 산화막이 생기는데, 이런 산화막이 빛의 간섭을 일으킨다. 이는 진주가 무지개 빛깔을 가지는 것과 동일한 원리이다.

이런 색깔보다도 더욱 특이한 것은 바로 비스무트 결정의 계단 모양일 것이다. 이러한 결정의 모양을 특별히 하퍼 결정(hopper crystal)이라 부른다. 이런 결정은 결정 모서리의 성장률과 면의 성장률의 차이가 있기 때문에 생긴다. 결정 모서리는 매우 빠르게 성장하는 반면에, 결정면은 느리게 성장하여, 모서리만 존재하고, 가운데 공간은 빈 결정이 나오게 된다.