은(銀, silver)1)은 원자번호 47번의 원소로, 원소기호는 Ag이다. 주기율표에서는 구리(Cu), 금(Au) 등과 함께 11족(1B 족)에 속하며, 전이금속의 하나이다. 구리, 은, 금을 통틀어 구리족 원소라 하기도 하고 또 화폐 금속(coinage metal)이라고도 부르는데, 이들은 천연에서 원소 상태로 존재할 수 있어, 수 천년 전의 고대에도 원시 화폐로 사용되었다.

은은 연성과 전성이 아주 우수하고 무른 금속인데, 금보다는 약간 더 단단하다. 상온에서 순은은 모든 금속 중에서 전기 전도도가 가장 높고, 열전도도도 가장 높으며, 가장 희게 보이고 빛의 반사율이 가장 크며(일부 가시광선 영역에서는 알루미늄(Al)이 더 크다), 다른 금속과의 접촉 저항도 가장 작다. 은은 공기와 물에서는 안정하나, 오존(O₃), 황(S) 또는 황 화합물(예로 황화수소, H₂S)에 노출되면 검게 된다. 가정에서 사용하는 은제품이 검게 되는 것은 황 화합물과의 반응에 의해 황화은(Ag₂S)이 만들어지기 때문이다. 은은 공기가 없으면 산화력이 없는 산에서는 안정하나, 질산(HNO₃)이나 뜨거운 진한 황산(H₂SO₄)에는 녹는다. 화합물에서 산화상태는 보통 +1인데, 대표적인 화합물로 질산은(AgNO₃)과 염화은(AgCl)을 들 수 있다.

은은 지각에서의 존재비가 약 0.1ppm(1x10-5%)으로, 비교적 희귀한 원소이다. 은 광석으로 산출되기도 하지만, 보통 다른 금속 광석에 함께 들어있다. 가장 흔한 은 광석은 휘은석(輝銀石, argentite, Ag₂S), 각은광(角銀鑛, cerargyrite 또는 ‘horn silver’, AgCl), 담홍은석(淡紅銀石, proustite, Ag₃AsS₃), 농홍은석(農紅銀石, pyrargyrite, Ag₃SbS₃)이다. 바닷물에는 약 0.01ppm 농도로 녹아있는 것으로 추정된다. 원소상태나금과의 합금으로도 발견되는데, 은 함량이 20% 이상인 천연 은-금 합금을 엘렉트럼(electrum)이라 하고 우리말로는 호박금(琥珀金)이라 부른다. 은은 상업적으로는 주로 납-아연 광석, 구리 광석, 금 광석에서 이들 금속을 제련할 때 부산물로 얻어지는데, 2011년의 연간 총 생산량은 23,800톤으로 추정되며, 멕시코, 페루, 중국이 주요 생산국이다.

은은 전통적으로는 화폐(은화 및 은 합금 주화) 및 메달, 장신구와 식기, 사진 등에 사용되었으나 오늘날에는 산업적으로 보다 많은 양이 사용되는데, 전자제품이나 회로의 도체와 전기접점, 치아의 충치 충전용 아말감, 전지, 땜납(납이 포함되지 않을 수도 있다), 화학 반응 촉매, 도금, 물의 정제, 베어링의 경화제, 잉크, 거울과 광학기기의 반사판 등 아주 다양한 용도로 사용된다. 또 섬유, 목제, 상처 치료용 붕대 등의 항균처리에도 사용되며, 휴대폰 케이스에서 박테리아 번식을 줄이기 위해 사용되기도 한다.

은 이온과 은 화합물은 박테리아, 바이러스, 조류, 곰팡이 등 일부 생물체에 높은 독성을 나타내는 반면, 인체에는 독성이 거의 없기 때문에 고대부터 항균 및 항생 처리에 사용되어 왔다.

기원전 4-5세기 경, 고대 그리스에서 사용되던 은화.
<출처: (CC) Carlomorino at Wikipedia.org>

은은 구리나 금처럼 천연에서 원소 상태로도 존재하여, 고대부터 널리 사용되어온 금속이다. 천연 상태의 금속 은은 그 존재량이 금보다 훨씬 적고, 노란색의 구리나 금에 비해 발견되기도 어려워 인류가 은을 본격적으로 사용하기 시작한 것은 은 광석에서 은을 얻는 방법을 터득한 이후로 여겨진다. 고고학적 자료에 따르면, 은을 처음으로 분리·생산한 것은 초기 청동기 시대인 기원전 3000년경에 소아시아 지역에서 납 광석으로부터 화취법(cupellation process)2)을 사용하여 이루어졌으며, 이후 점차 다른 지역으로 전파된 것으로 여겨진다. 은화는 기원전 6세기에 리디아 왕국에서 처음 제조되어 그리스와 로마로 이어졌다. 로마 시대에는 연간 약 200톤의 은이 생산되었는데, 이는 고대부터 신대륙 발견 이전까지의 전 기간 중에서 가장 많은 양의 은이 생산된 기간으로 여겨진다. 2세기 무렵에는 약 1만 톤의 은이 유통되어 로마 화폐의 안정성에 기여한 것으로 파악된다.

의학의 시조로 일컬어지는 히포크라테스(Hippocrates, 기원전 460~370경)는 은이 질병을 치료하고 예방하는 성질을 가지고 있음을 기록하였고, 페니키아인들은 물, 포도주, 식초를 은제 용기에 보관하여 부패되는 것을 막았다. 이러한 성질은 중세에 다시 재발견되어 음식과 물을 부패되지 않도록 저장하고, 화상이나 상처를 처치하는 데 은이 사용되었다. 1920년대에 미국식품의약국(FDA)은 항균제로 은 용액을 사용하는 것을 허가하였다.
은은 화폐, 장신구, 고급 식기 등으로 주로 사용되고 산업용 재료로는 거의 사용되지 않다가 세계 제2차 대전 중에 구리의 공급이 부족하게 되자 구리 대용품으로 다량의 은을 사용하게 되었다. 예로, 항공기 제작에 필요한 알루미늄 생산에서 전기를 공급하는 모선(母線)으로 요긴하게 사용되었으며, 맨해튼(Manhattan) 계획에서 우라늄 농축에 사용한 전자석에는 무려 13,540톤의 은이 사용되었다. 또한 항공기 베어링을 제조하는 데, 땜납에서 주석을 대체하는 데, 탐조등 등의 반사판을 만드는 데도 사용되었다.

은의 영어 이름 ‘silver’는 앵글로-색슨어 ‘seolfor’에서 유래되었다. 그리고 원소기호 Ag는 은을 뜻하는 라틴어 ‘argentum’에서 나왔는데, 이 말은 그리스어로 ‘빛나는’ 또는 ‘흰색’을 의미하는 ‘argos’에서 유래되었다. 은은 중세 연금술에서도 취급되었는데, 연금술사들은 은을 달이나 달의 여신들과 결부시켜 ‘luna’로 부르고 초승달로 나타내었다.

고순도의 은 결정체. <출처: (CC)Alchenist-hp at Wikipedia.org>

은은 흰색 광택이 나는 무른 금속으로 연성과 전성이 아주 우수하다. 그러나 금보다는 더 단단하고, 연성과 전성이 약간 작다. 실온에서 순수한 은은 모든 금속 중에서 전기 전도도가 가장 높은데, 이는 금의 약 1.5배, 구리의 1.05배이다. 은은 또한 금속 중에서 열전도도가 가장 높은데, 비금속까지를 포함하면 다이아몬드와 초유동체인 He-II 다음으로 열전도도가 높다. 은은 또한 가시광선의 반사율이 80% 이상으로 매우 높은데, 파장이 500nm 이하인 가시광선은 알루미늄이 보다 잘 반사하고, 600nm 이상의 빛은 금이 보다 잘 반사한다. 반면에, 은은 자외선은 잘 반사하지 않는다. 녹는점은 961.78oC이고 끓는점은 2162oC로 구리와 금보다는 낮다. 실온에서 밀도는 10.49g/cm3으로 금 밀도의 약 54%이며, 구리 밀도보다는 약 17% 높다. 결정은 면심입방구조(fcc)를 하며, 반자기성을 갖는다.

천연 상태에서 은은 107Ag(51.84%)와 109Ag(48.16%)의 2가지 안정한 동위원소로 존재한다. 질량수가 94에서 124에 이르는 여러 방사성 동위원소들이 확인되었는데, 반감기가 긴 것들은 105Ag(반감기, 41.29일), 111Ag(반감기, 7.45일), 112Ag(반감기, 3.13시간)이다. 107Ag 보다 가벼운 동위원소들은 주로 전자포획을 하고 원자번호가 하나 작은 팔라듐(Pd) 동위원소가 되며, 보다 무거운 동위원소들은 주로 β- 붕괴를 하고 카드뮴(Cd) 동위원소가 된다. 107Ag는 반감기가 650만년인 107Pd의 β- 붕괴로 생성되기도 하는데, 107Pd-107Ag의 상관관계는 초기 태양계 연구에 이용된다. 또한 반감기가 비교적 긴 여러 준안정한 핵들이 존재하는데, 이들은 108mAg(반감기, 418년), 110mAg(반감기, 249.8일), 107mAg(반감기, 8.28일)이다. 이중 108mAg은 대부분이 전자 포획을 해서 108Pd가 되고, 나머지인 약 9%는 109.44keV의 감마선을 내어놓고 108Ag로 내부 전환되는데 108Ag의 반감기는 2.37분이다. 110mAg의 에너지는 117.6keV인데 주로 β- 붕괴를 하고 110Cd가 되며, 107mAg은 에너지가 93.125keV로 내부 전환을 통해 107Ag가 된다. 은의 방사성 동위원소들이 상업적으로 이용된 예는 아직 없다.

은의 바닥 상태 전자 배치.
<출처: (CC)Pumbaa at Wikipedia.org>

은은 화학 반응성이 아주 적은 비활성 금속(noble metal)의 하나이다. 보통 조건에서는 공기중의 산소와 반응하지 않는다. 그러나 오존(O₃)과는 반응하여 산화은(Ag₂O)을 만들고, 황(S) 또는 황 화합물(예로 황화수소, H₂S)과는 쉽게 반응하여 황화은(Ag₂S)을 만든다. 은화나 은제품이 오래 두면 검게 되는 것은 황화은(Ag₂S)이 만들어지기 때문이다.

은은 물과 잘 반응하지 않고, 공기가 없을 경우 산화력이 없는 산이나 알칼리에는 녹지 않는다. 그러나 질산(HNO₃)이나 뜨거운 진한 황산(H₂SO₄)에는 녹는다. 질산과의 반응은 질산 농도에 따라 약간 차이가 나는데, 주된 반응은 다음과 같다.

화합물에서 가장 흔한 산화 상태는 +1이며, 염화은(AgCl)과 질산은(AgNO₃)이 대표적인 화합물이다. 산화상태가 +2와 +3인 화합물들도 알려져 있는데, 이들의 예로는 각각 이플루오르화은(AgF₂)과 과황산은(Ag₂(SO₅)₃)이 있다. AgCl를 비롯한 은 할로겐화물(AgX: X = Cl, Br, I)들은 물에 잘 녹지 않으며, 빛에 아주 민감하여 사진 산업에서 광감제로 사용된다. 은 전극이나 염화은이 입혀진 은 전극이 전기화학에서 요긴하게 사용되는데, 이들의 반쪽전지 반응과 표준 전위(Eo )는 다음과 같다.

특히, 염화은이 입혀진 은 전극(AgCl/Ag 전극)은pH(산성도)를 측정하거나 전위차 적정을 할 때 등, 전기화학에서 기준 전극으로 널리 사용된다.

은 광석. 은은 초기에는 은 광석으로부터 얻었으나, 은 광석은 오래 전에 거의 고갈되었기 때문에 이제는 은을 비철 금속 생산의 부산물로부터 얻는다.

은을 원소상태나 합금 형태로 천연에서 산출하는 경우는 거의 없다. 초기에는 은 광석에서 은을 분리·회수하였으나, 은 광석이 이미 오래 전에 거의 고갈되었기 때문에 이제는 은을 주로 비철 금속(구리, 니켈, 아연, 납 등) 생산의 부산물로 얻는다. 이들 비금속(卑金屬) 광석에는 보통 소량의 은이 들어있는데, 주된 금속을 생산하고 남은 찌꺼기를 화학 처리하여 은을 녹여낸 다음, 이 용액을 전기분해시켜 은을 회수한다. 예로, 구리의 전기제련에서 생기는 양극 전물(anodic slime)을 공기를 불어넣은 뜨거운 묽은 황산으로 처리한 다음 석회(CaO)나 실리카(SiO₂