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금이 값진 물질로 다뤄져 온 데에는 이유가 있다. 성질과 양 두 가지 측면에서 설명할 수 있다.

변하지 않는다

금은 반응성이 매우 낮다. 공기 중에서 산화되지 않고 대부분의 산에 녹지 않는다.

이유는 전자 배치에 있다. 금 원자의 전자는 원자핵 가까이에서 매우 빠르게 움직이는데, 이 속도가 빛의 속도에 가까워 상대론적 효과가 나타난다. 그 결과 바깥쪽 전자가 원자핵에 더 단단히 붙들린다.

전자를 잘 내놓지 않으므로 반응하지 않는다. 수천 년 전 유물의 금이 지금도 그대로 남아 있는 이유다.

같은 효과가 금의 색도 설명한다. 대부분의 금속은 가시광선을 고르게 반사해 은백색으로 보인다. 금은 상대론적 효과로 전자 준위의 간격이 좁아져 푸른빛을 흡수한다. 반사되는 빛에서 푸른 성분이 빠져 노랗게 보인다.

다루기 쉽다

금은 무르고 잘 늘어난다. 1그램으로 수백 미터의 실을 뽑거나, 빛이 비칠 만큼 얇은 박으로 펼 수 있다.

전기도 잘 통하고 부식되지 않아 전자 부품의 접점에 쓰인다. 반도체 칩과 회로를 잇는 가는 선에 금이 쓰이는 것은 값 때문이 아니라 산화되지 않기 때문이다.

어디서 왔나

금은 별의 일반적인 핵융합으로 만들어지지 않는다. 철보다 무거운 원소는 융합으로 만들 때 에너지가 오히려 필요하기 때문이다.

무거운 원소는 중성자를 빠르게 흡수하는 과정에서 만들어진다. 이 과정에는 중성자가 극도로 많은 환경이 필요하다.

오랫동안 초신성 폭발이 주된 무대로 여겨졌다. 2017년 두 중성자별이 충돌하는 사건이 중력파와 빛으로 함께 관측되면서, 그 현장에서 무거운 원소가 만들어지는 신호가 확인됐다. 현재는 중성자별 충돌이 상당한 몫을 차지한다는 견해가 유력하다.

지구의 금

지구가 만들어질 때 있던 금의 대부분은 지구 중심으로 가라앉았을 것으로 추정된다. 금은 무겁고 철과 잘 섞이기 때문이다.

지각에 남아 있는 금이 예상보다 많다는 점에 대해서는, 지구가 굳은 뒤 떨어진 운석이 가져왔다는 설명이 제시돼 있다.

지금까지 인류가 캐낸 금을 모두 모으면 한 변이 20미터를 조금 넘는 정육면체 정도라는 추정이 널리 인용된다.

바다의 금

바닷물에도 금이 녹아 있다. 다만 농도가 극히 낮다.

20세기 초 한 화학자가 바다에서 금을 뽑아 국가 배상금을 마련하려는 연구를 진행한 적이 있다. 측정 결과 농도가 예상의 수천분의 일에 지나지 않아 계획은 중단됐다.

농도가 낮으면 뽑아내는 데 드는 에너지가 얻는 금의 가치를 넘는다. 자원의 존재와 채산성은 다른 문제라는 점을 보여 주는 사례로 인용된다.