주기율표 이야기 - 멘델레예프

Periodic Table of Elements

드미트리 이바노비치 멘델레예프 (1834-1907)

1869년, 러시아의 베테르스베르그 대학의 화학자 멘델레프는 당시 알려진 63종의 원소를 (1) 원자량의 순으로 배치하고, (2) 산소나 염소와 배합이 가능한 물질의 조합 (예를 들어 나트륨은 NaCl을, 마그네슘은 MgCl을 만든다.) 등의 성질이 주기적으로 변화하는 법칙 '주기율'을 관찰하고 성질이 다른 원소가 같이 나열될 수 있는 주기표를 만들었다.

그 표에는 빈공간이 있다. 당시에는 알려지지 않았던 원소였는데 멘델레예프는 그 원소의 성질을 예언했다. 처음에는 맨델레프의 주기표가 주목받지 못했지만 1975년에 갈륨이, 1886년에는 게르마늄이 발견되었고 그것들의 성질이 그가 예언한 것과 맞아 떨어져 세계적 명성을 얻었다. 

현재 주기율표는 모든 사람이 사용하는 화학이나 물리의 기본이 되고 있다.

화학교과서 집필 중에 떠오른 주기율표

1869년 러시아 상트레테부르크 대학의 화학 교수였던 멘델레예프는 당시 집필 중이던 화학교과서에서 원소를 어떻게 소개할지 고민하면서 주기율표를 구상하게 된다. 이전에도 원소 분류에 대한 여러 시도가 있었지만 명확한 정리는 없었다고 한다.

카드놀이에서 힌트를 얻은 그는 카드에 원소의 이름과 원자량을 기록하고 원자량의 크기에 따라 배열해봤다고 한다. 여러 조합의 시도에서 그의 원소 주기율표가 나왔다고 한다.

[ 잡지 뉴턴 하이라이트 '주기율표' 중에서 ]

원자량은 위에서 설명했듯이 다른 화합물과 결합하는 규칙에 의해 정했다고 한다. 예를 들어 산소의 경우는 H2O와 같은 물을 형성하는데 수소 두개와 결합하므로 2가로 분류하는 식이다. 황(S)

도 수소와 H2S를 만들므로 역시 2가이므 산소와 같은 줄에 늘어서게 된다.

이러한 그의 주기율표는 갈륨, 저마늄(게르마늄), 타이타늄 등의, 당시에는 알려지지 않은 원소를 예언했으며 이후의 발견들은 그의 예언이 잘 맞아떨어지며 그의 주기율표의 훌륭함을 입증하였다. 

[ 잡지 뉴턴 하이라이트 '주기율표' 중에서 ]

현대의 원자구조 모형도 멘델레예프의 주기율표가 잘 맞음을 증명한다고 한다.

인간 멜델레예프 그리고 노벨상

그는 화학계에서 큰 업적을 남기고도 1890년에 장학금 증액을 요구하는 학생 운동을 지지한다는 이유로 면직당했다. 그리고 1906년에는 노벨 화학상 후보에 올랐으나 프루오린의 연구와 전기난로 제작의 공을 세운 프랑스의 앙리 무아상에게 단 한 표차이로 수상하지 못하게 된다. 그 이듬해 그는 사망한다.

그를 기려 러시아의 모스크바 지하철에는 멘델레예프 역이 있다고 하며 달 뒤쪽의 화구(크레이터) 중의 하나에도 멘델레예프라는 이름이 붙여져 있다고 한다. 

그리고 위의 그림에서 보듯이 원소 101번은 그를 기리기 위해 멘델레븀이라는 이름이 붙어 있다.

내가 알기로 과학벨트의 가속기는 새로운 원소를 만들기 위한 목적으로 만들어지고 있는데 그 곳에서 새로이 발견되는 원소에는 한국을 상징하는 이름을 붙이고자하는, 의욕이 넘치는 학자들이 많은 걸로 안다.

주기율표 시리즈에서 참고할 자료

언제 샀는지 기억도 안난다. 아주 가끔씩 보곤한 것인데 여전히 내 손닫는 곳에 가까이 있는 잡지다. 오른쪽 아래를 보니 신주기율표 부록도 있는데 그것은 어디있는지 기억도 안난다.

위에서 소개한 사진 두 장도 이 잡지에서 나온 것이며 앞으로 부가적인 설명을 위해 가끔씩 참고하도록 하겠다. 원래 CERN트럼프 카드도 마찬가지로 '최소한의 노력으로 게시물을 작성하자'가 모토인데 뉴턴지를 참고하는 정도까지의 수고와 공부는 감내하려 한다 :D

끝으로

주기율표를 발전시키고 이때까지 주기율표를 채워 온 모든 이들의 노력에 경의를 표한다.

2012년 11월 2일 금요일