신기한 원자의 세계

폴링이 들려주는 화학결합 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 41 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 134
최미화 지음 / 자음과모음 / 2005년 8월

오늘 과학자가 들려주는 과학 이야기 중에서 가장 흥미 있을 만한 책을 한 권 뽑아들었다. 그 책이 바로 이 폴링이 들려주는 화학결합 이야기이다. 화학결합은 그냥 말로 들었을 때는 상당히 어려운 과학 용어인 줄 알았지만, 정말 쉬운 것이었다.

화학결합은 두 개의 원자가 원자가전자를 교환하여서 합쳐서 전혀 새로운 분자를 만들어내는 것이다. 전혀 새롭다는 말에서 한 가지 예를 들자면, 산소는 다른 물질을 매우 잘 태우는 성질이 있다. 그리고 수소는 매우 잘 타는 성질이 있다. 나 같은 경우에도 그 둘이 합쳐지면 불이 나올 거라 예상하였지만, 실제 대답은 그의 반대는 물이였다. 그것도 그런 것이 수소는 물의 어머니라고 불리는 원소인 것이다. 그리고 또 하나 매우 신기한 예가 있다. 수산화나트륨은 나트륨이 물과 만나서 화학반응을 해 생긴 것이며 사람을 죽일정도로 치명적인 독성을 지니고 있고, 염산도 우리 몸을 녹일 정도로 강한 독성을 지니고 있다. 그 둘이 만나면 어떻게 될까? 독성은 씻은 듯이 사라지고, 염화나트륨 곧 우리에게 정말 중요한 짠 소금이 되는 것이다. 화학결합으로 더한 독성을 만드는게 아니라 오히려 매우 중요한 물체를 만들어 내니 이 얼마나 신기한 원자의 세계인가? 그 원자의 결합은 서로의 원자가전자를 공유하는 것에 의해 이루어진다. 일부 원자의 경우 몇 개가 많거나 부족하게 하여서 불안정하게 원자핵 주위를 돌고 있다. 그런 원자 두 개가 만나 서로의 원자가전자를 공유하여 둘이서 안정적인 형태로 있게 되고, 그 합쳐진 전자가 도는 궤도가 겹쳐지는 것이다. 그로 인해 원자는 붙어서 분자라는 것을 만들어낸다. 그 분자가 모여서 그 분자의 성질을 띄는 물체를 만들어내는 것이다.

화학결합과 같이 우리 생활에서 알고 보면 정말 쉬운 과학들이 숨어 있다. 이 화학결합의 원리도 알고 보면 정말 쉬운 것이다. 매우 신기한 원자의 세계를 폴링에게서 수업 몇 번을 받으니 단번에 이해한 것이 더 신기하다.