주기율표의 사생활

주기율표의 사생활 - 118가지 원소의 숨겨진 비밀과 수수께끼
벤 스틸 지음, 김아림 옮김 / 해나무 / 2017년 9월

학교에서 알려주지 않는 과학의 재미를 찾아서.

<주기율표의 사생활>은 인류가 찾아낸 가장 위대한 패턴인 '주기율표'에 대한 책입니다.

저자는 패턴을 찾아내는 인간의 능력이 과학적 방법론의 핵심이라고 말합니다.

우리가 살고 있는 이 세상은 원소들로 이루어져 있습니다. 신기한 건 어떻게 그 원소들을 발견하고 패턴을 찾아서 분류했느냐는 것입니다.

드미트리 멘델레예프가 만든 주기율표가 왜 중요한지는 이 책을 통해 알 수 있습니다.

멘델레예프는 원소들을 원자량 순으로 나열했을 때 성질이 주기적으로 반복된다는 사실을 처음 알아냈습니다. 이 원소들은 표에서 같은 가로줄에 있으며 '주기'라고 부르고, 같은 세로줄에 놓이는 원소들은 '족'이라고 부릅니다. 멘델레예프가 만든 표는 이 패턴을 강조해서 드러냈고, 형대 주기율표 속 주기와 족의 기초가 되었습니다. 이 주기율표가 환상적인 과학 모형으로 평가받는 것은 새로운 원소의 존재를 예측할 뿐만 아니라 그 원소를 발견할 방법까지 알려주기 때문입니다. 각 원소가 어떤 화학물질과 반응하는지 예측하는 패턴을 보여주는 주기율표를 완성했다는 것이야말로 굉장한 발견입니다.

지금까지 알려진 원소는 모두 118개입니다. 주기율표에는 원소의 반응성을 보여주는 원자의 크기와 전기음성도가 있습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 원자가 전자를 잡아끌려는 경향이 높아집니다. 책에 나온 표에는 각 원소를 나타내는 타일을 그려놓았는데, 타일이 덜 색칠되어 있을수록 원소의 원자 반지름이 작습니다. 타일 색깔은 그 원소의 전기음성도를 나타나는데, 이 값은 플루오린이 가장 높고 세슘이 가장 낮습니다. 회색으로 색칠한 원소는 비활성기체와 아직 데이터가 불충분한 원소들입니다.

이제 1번 수소부터 하나씩 차례대로 원소의 행동에 따른 쓰임새와 발견에 얽힌 이야기가 나옵니다. 그냥 주기율표를 무작정 외울 때는 몰랐던 원소의 매력을 발견할 수 있습니다. 각 원소들의 쓰임새를 알아간다는 건 우리가 살고 있는 세상을 좀더 과학적으로 이해하는 것을 뜻합니다. 주기율표의 마지막 원소 오가네손은 2006년 10월, 미국 로런스리버모어국립연구소와 러시아 JINR의 합작품입니다. 먼저 116번 원소를 발견하는 과정에서 추가적인 붕괴 과정이 118번 원소에 의한 것임을 증명한 것인데, 2016년에 IUPAC는 러시아의 핵물리학자 유리 오가네시안의 이름을 따서 '오가네손'이라는 이름을 승인했다고 합니다. 과학자들은 양성자를 통해 마법의 수를 충족하는 다음 번 핵이 122번 원소 운비븀(Ubb)이 될 것이라 예측합니다. 과학자들은 주기율표에서 많은 정보를 읽어내고, 새로운 원소를 찾아내고 있습니다. 이것이 주기율표가 가진 놀라운 가치와 가능성이 아닌가 싶습니다. 과학을 배우는 학생뿐 아니라 일반인들에게도 흥미로운 과학책인 것 같습니다.