“Suhelive boric acid planeta…”학교에서 꾸준히 암기했던 원소 주기율표 암기 기법을 기억하게 될 것입니다. 이상한 주문처럼 들리지만 ‘Suhelive …’각 요소 이름의 첫 글자 뒤에 있습니다. ‘숫자’는 원자 번호 1 수소, ‘지옥’은 헬륨 2 개, ‘리’는 리튬 3 개를 의미합니다.
나는 그것을 무작위로 기억했지만,이 원소 주기율표에는 인간 과학의 역사에 빛을 비추는 많은 정보가 숨겨져 있습니다. Dmitry Ivanovich Mendeleyev와 Henry Moseley가 개발 한 원소 주기율표를 통해 인류는 원자의 특성과 상관 관계를 예측할 수 있었고이를 통해 인류는 화학의 중요한 토대를 마련 할 수있었습니다.
Dmitry Mendeleev는 원소의 질량 크기에 따라 주기율표를 만들었습니다.
연금술은 17 세기에 널리 퍼졌습니다. 연금술사는 값싼 금속에서 금을 추출하려고했습니다. 그들은 심지어 소변에서 금을 추출하기 위해 다양한 방법을 사용했습니다. 당시에는 원소의 개념이 없었기 때문에 소변에서 ‘금’이 아닌 ‘인’을 추출했지만 정확히 뭔지 몰랐습니다. 연금술사들은 소변을 통해 얻은 인이 연금술을 통해 얻을 수있는 가장 높은 가치로 여겨지는 가상의 물질 인 세이지 스톤이라고 생각했습니다.
원소의 초기 주기율표를 고안 한 Dmitry Mendeleev. Ⓒ 김은영 / 사이언스 타임즈
인이 원소로 정확하게 정의 된 것은 18 세기가 되어서야였습니다. 프랑스의 화학자 Antoine-Laurent de Lavoisier는 실험을 통해 17 세기 Robert Boyle이 주장한 ‘요소’개념을 증명합니다. 그는 33 개의 기본 요소를 발표하고 요소의 개념을 명확히하여 요소가 ‘더 이상 실험적으로 분해 할 수없는 물질’이라고 주장하는 보일의 이론을 입증했습니다.
19 세기에 과학자들은 발견 된 다양한 요소를 체계적으로 분류하고 배열하여 요소 간의 연관성을 연구했습니다. 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프도 그들 중 하나였습니다. 그는 원소들을 대량 순서대로 배열하여 원소들 사이에 주기성이 있음을 드러냈다. 이것의 개략도는 오늘날 원소 주기율표의 시작입니다.
Mendeleev가 손으로 그린 주기율표의 일부입니다. © 위키 미디어
멘델레예프는 1879 년 러시아 화학 학회에서 점점 더 많은 순서로 63 개 원소의 주기율표를 발표했습니다. 주기율표는 오늘날 화학을 이해하고 연구하기 쉽게 만드는 주요 이정표가되었습니다. ‘주기율표를 이해하더라도 테이블 만 있으면 화학의 절반을 알 수 있습니다. ‘
Mendeleev는 초기 주기율표를 고안 한 공로로 노벨 화학상 후보에 올랐습니다. 그러나 안타깝게도 불소 분리에 성공한 프랑스 화학자 앙리 모 이산 (Henri Moissan)에게 단 한 번의 투표로 상을받지 못했습니다. 나중에 Mendeleev는 노벨상을 받기 몇 달 전에 사망했습니다.
그러나 멘델레예프의 통찰력은 노벨상 수상과는 별개로 오늘날까지도 널리 빛을 발하고 있습니다. 당시 발견 된 요소 외에도 앞으로 추가 요소가 발견 될 것이라고 예측 한 천재였다. 그래서 그의 주기율표에는 미래에 발견 된 원소들로 채워질 ‘공백’이있었습니다. 멘델레예프의 원소 주기율표는 이후 과학자들이 발견 한 추가 원소를 포함하도록 수정 과정을 통해 현재 주기율표로 발전 할 수있었습니다.
Mendeleev의 주기율표. Ⓒ 위키 미디어
엑스Henry Mosley는 선 스펙트럼 실험으로 현대 주기율표를 완성합니다.
Mendeleev의 주기율표는 훌륭했지만 오늘날 우리가 사용하는 주기율표와는 상당히 다릅니다. Mendeleev의 주기율표를 기반으로 영국의 물리학 자 Henry Mosley가 만든 주기율표는 현대 주기율표의 모양을 제공합니다. 그는 원자 번호 순으로 Mendeleev의 주기율표를 구성했습니다.
Henry Mosley는 X 선 스펙트럼 실험으로 현대 주기율표를 완성합니다. Ⓒ 위키 미디어
주기율표를 원자 번호로 재정렬하여 Mosley는 Mendeleev의 주기율표 문제를 해결했습니다. 그는 모든 원소의 화학적 성질이 원자 무게의 크기가 아니라 원자 번호에 의해 결정된다는 것을 증명할 수 있었기 때문에 원자 번호로 주기율표를 구성했습니다. 이 결과는 그의 X-ray 연구 때문이었습니다. Henry Mosley는 X-ray의 원자 구조를 발견 한 Ernest Rutherford의 학생입니다. 그는 엑스레이 연구로 전환하기 전에 그 밑에서 방사선을 연구했습니다.
현대 표준 주기율표. Ⓒ 위키 미디어 커먼즈
Mosley는 각 원소의 고유 X- 선을 측정하고 원자에서 나오는 각 원소에 고유 한 X- 선의 주파수가 원자 번호의 제곱에 거의 비례 함을 발견했습니다. 그것이 모슬리의 법칙입니다. 주기율표에서 원자 번호가 불분명 한 원소를 찾기 위해 모슬리의 법칙이 적용되었습니다.
처음에 주기율표를 고안 한 Mendeleev와 오늘날 우리가 사용하는 주기율표의 기초를 제공 한 천재 Henry Mosley. 그러나 여러면에서 주기율표의 천재와 노벨상 사이의 관계는 도달하지 못했습니다. 멘델레예프가 그랬던 것처럼, 모슬리는 제 1 차 세계 대전에서 갈리폴리 전투에서 죽고 노벨상을 받기 전에 그녀를 슬프게했습니다.
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