(출처:Flickr)
[밸류체인타임스=이소율 인재기자] 원소주기율표는 원소를 구분하기 쉽게 원소들의 성질에 따라 나타낸 표다. 원소주기율표는 1869년 러시아 화학자 겸 물리학을 전공하고 있는 드미트리 멘델레예프가 만들었다. 이때 당시에는 밝혀진 원소들이 63개 있었다. 시간이 지나자 갈륨, 스칸듐, 저마늄 등이 발견이 되어 현재는 118개가 되었다.
1915년 물리학자 헨리 모즐리는 멘델레예프의 주기율표를 개량시켜서 원자번호순으로 나열했는데, 현재의 원소주기율표와 유사하다. 원자 번호가 커짐에 따라 성질이 비슷한 원소가 주기적으로 나타나는 성질인 주기성을 기준으로 원소들을 배열했다. 주기율의 세로는 주기라 부르고, 가로를 족이라 부른다.
주기마다 같은 성질의 원소가 반복적으로 나타나기 때문에, 같은 족의 원소들은 서로 유사한 화학적 특성을 보인다. 전자를 가지고 있으려 하는 비금속성은 대체로 오른쪽이 더 높으며, 반대로 전자를 주려고 하는 금속성은 대체로 왼쪽이 더 높다. 이러한 화학적 성질은 각 원소의 전자 배치에 기인한다.
1869년 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프가 원자 질량에 따라 원소의 화학적 성질이 주기적으로 변화하는 것에 착안하여 주기율표를 처음으로 만들었다. 당시에는 모든 원소가 발견되지 않았기 때문에 원소 사이에 공백이 남아있었는데, 멘델레예프는 원소의 주기성에 착안하여 원소를 새로 발견하기도 했다.
원소의 주기성은 19세기 후반에 사실로 인식됐으며, 원자 번호가 발견되고 20세기 초에 양자역학을 통해 원자의 내부 구조를 탐구하며 재확인됐다. 글렌 T. 시보그가 1945년에 악티늄족이 d-블록 원소가 아닌 f-블록 원소라는 사실을 발견함으로써 현대의 주기율표 틀이 완성됐다.
주기율표는 과학의 발전에 따라 계속 개정되고 있다. 자연계에서는 원자번호 94까지 존재하는 원소들만 존재하는데, 과학자들은 실험실에서 원자번호 94보다 더 무거운 원소들을 합성하고 있다. 현재에는 118개의 원소들이 알려져 있으며 표의 처음 일곱 주기를 빈틈없이 채우고 있다. 이 일곱 줄을 넘어서 표가 얼마나 뻗어나갈지, 표의 알려진 부분의 주기율이 언제까지 이어질지는 아직 알려지지 않았다.
드미트리 멘델레예프가 최초의 주기율표를 고안해냈으며, 이 공로로 1906년 노벨 화학상을 수상할 뻔했으나 한 표가 모자라 수상에 실패했다. 그 역사는 초기 화학의 역사 자체라고 할 수 있다. 존 돌턴의 원자설이 등장한 이후 근대 화학은 맹렬하게 발전하기 시작했는데, 그 발전 과정에서 다양한 원소들이 발견됐다. 이 원소들은 특정한 성질을 공유하는 그룹으로 묶일 수 있었고, 따라서 원소들이 보이는 주기성에 관한 다양한 해석들이 나왔다.
이런 주기성에 대한 해석들은 전부가 주류가 될 만큼 인정받지 못했다. 어찌 보면 당연한 것이, 당시에는 아직 발견하지 못한 원소도 있었고 원소인 것으로 알려졌지만 실제로는 아닌 것도 있었으며, 또한 이런 특성과 주기성을 연결하기 위한 현재의 원자번호에 해당하는 개념이 정착되지 않았다. 따라서 이론들은 그야말로 엉성하기 그지없었다. 당연히 이런 이론들은 나오기 무섭게 무차별로 공격당하고는 사라졌다.
통합과학 1단원 중에 소개된 옥타브설에는 2주기까지 괜찮고 3주기에서 주기성이 깨지는 것을 알 수 있었다. 화학계에서 뉴랜즈는 가설을 발표하고 사람들로부터 “화학 원소를 가지고 음악을 연주하는 것인가? 알파벳 순서로도 나열해 보라”라는 등 비판을 들었다. 멘델레예프의 주기율표가 22년 뒤, 1872년 인정을 받고 난 후 영국 화학회에서 뉴랜즈의 시도가 의미가 있었다고 평가했다.
화학계에 빛을 던진 사람은 바로 멘델레예프였다. 그는 이 주기율표를 원소들이 적힌 플레잉 카드로 카드 게임을 하다가 생각해냈다고 하며, 원자량과 화학적 성질을 통해 현 주기율표의 원초적인 형태를 고안해냈다. 이 원초적인 형태는 주기율표의 1~3주기에선 현재도 거의 그대로 쓰인다. 소위 단주기 주기율표라고 불린다.
멘델레예프는 위에서 언급된 장애물을 오히려 반대로 이용했다. 주기성을 훼손시키는 원소에 대해서 아직 발견되지 않은 원소가 사이에 있음을 가정하고 자리를 비워놓은 후 주기성에 입각해서 물리화학적 특성을 거의 정확히 예언했고, 원소로 잘못 인지된 화합물은 과감하게 빼어버렸으며, 다른 사람이 발견한 원소의 특성에 대한 보고서의 잘못된 부분을 보고 주기성을 감안하면 잘못된 결과이니 다시 실험해서 수정하라는 조언까지 하기도 했다.
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[밸류체인타임스=이소율 인재기자]
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[밸류체인타임스=이소율 인재기자] 원소주기율표는 원소를 구분하기 쉽게 원소들의 성질에 따라 나타낸 표다. 원소주기율표는 1869년 러시아 화학자 겸 물리학을 전공하고 있는 드미트리 멘델레예프가 만들었다. 이때 당시에는 밝혀진 원소들이 63개 있었다. 시간이 지나자 갈륨, 스칸듐, 저마늄 등이 발견이 되어 현재는 118개가 되었다.
1915년 물리학자 헨리 모즐리는 멘델레예프의 주기율표를 개량시켜서 원자번호순으로 나열했는데, 현재의 원소주기율표와 유사하다. 원자 번호가 커짐에 따라 성질이 비슷한 원소가 주기적으로 나타나는 성질인 주기성을 기준으로 원소들을 배열했다. 주기율의 세로는 주기라 부르고, 가로를 족이라 부른다.
주기마다 같은 성질의 원소가 반복적으로 나타나기 때문에, 같은 족의 원소들은 서로 유사한 화학적 특성을 보인다. 전자를 가지고 있으려 하는 비금속성은 대체로 오른쪽이 더 높으며, 반대로 전자를 주려고 하는 금속성은 대체로 왼쪽이 더 높다. 이러한 화학적 성질은 각 원소의 전자 배치에 기인한다.
1869년 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프가 원자 질량에 따라 원소의 화학적 성질이 주기적으로 변화하는 것에 착안하여 주기율표를 처음으로 만들었다. 당시에는 모든 원소가 발견되지 않았기 때문에 원소 사이에 공백이 남아있었는데, 멘델레예프는 원소의 주기성에 착안하여 원소를 새로 발견하기도 했다.
원소의 주기성은 19세기 후반에 사실로 인식됐으며, 원자 번호가 발견되고 20세기 초에 양자역학을 통해 원자의 내부 구조를 탐구하며 재확인됐다. 글렌 T. 시보그가 1945년에 악티늄족이 d-블록 원소가 아닌 f-블록 원소라는 사실을 발견함으로써 현대의 주기율표 틀이 완성됐다.
주기율표는 과학의 발전에 따라 계속 개정되고 있다. 자연계에서는 원자번호 94까지 존재하는 원소들만 존재하는데, 과학자들은 실험실에서 원자번호 94보다 더 무거운 원소들을 합성하고 있다. 현재에는 118개의 원소들이 알려져 있으며 표의 처음 일곱 주기를 빈틈없이 채우고 있다. 이 일곱 줄을 넘어서 표가 얼마나 뻗어나갈지, 표의 알려진 부분의 주기율이 언제까지 이어질지는 아직 알려지지 않았다.
드미트리 멘델레예프가 최초의 주기율표를 고안해냈으며, 이 공로로 1906년 노벨 화학상을 수상할 뻔했으나 한 표가 모자라 수상에 실패했다. 그 역사는 초기 화학의 역사 자체라고 할 수 있다. 존 돌턴의 원자설이 등장한 이후 근대 화학은 맹렬하게 발전하기 시작했는데, 그 발전 과정에서 다양한 원소들이 발견됐다. 이 원소들은 특정한 성질을 공유하는 그룹으로 묶일 수 있었고, 따라서 원소들이 보이는 주기성에 관한 다양한 해석들이 나왔다.
이런 주기성에 대한 해석들은 전부가 주류가 될 만큼 인정받지 못했다. 어찌 보면 당연한 것이, 당시에는 아직 발견하지 못한 원소도 있었고 원소인 것으로 알려졌지만 실제로는 아닌 것도 있었으며, 또한 이런 특성과 주기성을 연결하기 위한 현재의 원자번호에 해당하는 개념이 정착되지 않았다. 따라서 이론들은 그야말로 엉성하기 그지없었다. 당연히 이런 이론들은 나오기 무섭게 무차별로 공격당하고는 사라졌다.
통합과학 1단원 중에 소개된 옥타브설에는 2주기까지 괜찮고 3주기에서 주기성이 깨지는 것을 알 수 있었다. 화학계에서 뉴랜즈는 가설을 발표하고 사람들로부터 “화학 원소를 가지고 음악을 연주하는 것인가? 알파벳 순서로도 나열해 보라”라는 등 비판을 들었다. 멘델레예프의 주기율표가 22년 뒤, 1872년 인정을 받고 난 후 영국 화학회에서 뉴랜즈의 시도가 의미가 있었다고 평가했다.
화학계에 빛을 던진 사람은 바로 멘델레예프였다. 그는 이 주기율표를 원소들이 적힌 플레잉 카드로 카드 게임을 하다가 생각해냈다고 하며, 원자량과 화학적 성질을 통해 현 주기율표의 원초적인 형태를 고안해냈다. 이 원초적인 형태는 주기율표의 1~3주기에선 현재도 거의 그대로 쓰인다. 소위 단주기 주기율표라고 불린다.
멘델레예프는 위에서 언급된 장애물을 오히려 반대로 이용했다. 주기성을 훼손시키는 원소에 대해서 아직 발견되지 않은 원소가 사이에 있음을 가정하고 자리를 비워놓은 후 주기성에 입각해서 물리화학적 특성을 거의 정확히 예언했고, 원소로 잘못 인지된 화합물은 과감하게 빼어버렸으며, 다른 사람이 발견한 원소의 특성에 대한 보고서의 잘못된 부분을 보고 주기성을 감안하면 잘못된 결과이니 다시 실험해서 수정하라는 조언까지 하기도 했다.
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