세상의 시작, 118개의 원소 이야기

지은이의 말
들어가기 전에
우리말 원소 이름에 대한 일러두기

1장 기원전부터 사용된 원소
2장 라부아지에의 『화학 요론』에 수록된 원소
3장 멘델레예프의 주기율표에 포함된 원소
4장 『화학 체계의 개요』에 기록되었지만 1820년 이후에 확인된 원소
5장 천연 상태에서 발견된 나머지 원소
6장 인공적으로 만들어졌지만 천연 상태에서도 발견된 원소
7장 인위적으로만 얻어진 원소

원소 발견의 미래
결정 구조
참고자료
찾아보기

당시에는 기존의 5원소설과 겉보기 불꽃 현상을 플로지스톤설로 잘 설명할 수 있었다. 그런데 연소가 어떤 물질로부터 플로지스톤이 발생하는 것이라면, 가령 금속 재와 플로지스톤의 합으로 나타낼 수 있는 금속에 있어서 연소 후 금속 재의 무게가 늘어나는 이유를 설명할 수 있어야 하는데, 플로스지톤설로는 설명이 불가능하였다. 그렇다면 플로지스톤은 음의 무게를 가진 원소일까? 라부아지에는 수은을 가열하여 얻은 붉은색의 산화 수은을 더 높은 온도에서 다시 가열하여 원래의 수은으로 되돌리는 실험을 통해 플로지스톤설이 틀렸다는 것을 완벽하게 입증하였다. 질량 보존 법칙에 근거하여 연소는 물질이 공기 중의 한 성분과 결합하는 변화이며, 이로 인해 무게가 증가한다는 합리적인 설명으로 기존의 이론을 뒤집는 혁명적인 사고를 한 것이다. 라부아지에야말로 화학을 과학의 한 분야로 탄생시킨 위대한 화학자라고 할 수 있다.
_ 라부아지에의 <화학 요론>에 수록된 원소

스웨덴의 베르셀리우스는 원소 기호를 창안하고 원자들의 상대적인 질량인 원자량을 결정하였다. 러시아의 멘델레예프는 원소들 간에 일정한 규칙이 있다는 생각을 하고, 각 카드에 원소의 이름, 무게, 다른 특징적인 요소들을 적고 이를 원자량에 따라 배열하였다. 그러던 중 비슷한 성질을 가지는 원소들은 일정한 규칙과 주기성을 가진다는 사실을 파악하고, 당시 알려져 있던 66개의 원소들을 하나의 표로 만들었다. 여기에서 무엇보다 중요한 사실은 기존에 알려진 원소들의 원자량을 과감히 수정하였을 뿐만 아니라, 심지어 그 당시 알려지지 않은 여러 원소들의 원자량과 성질을 그가 예측하였다는 점이다.
_ 3장 멘델레예프의 주기율표에 포함된 원소

‘바깥 마을’이란 뜻을 가진 스웨덴의 이테르비(Ytterby) 마을은 특이하게도 광물과 원소 이름을 도로명으로 사용하며 ‘원소 표본실’의 명소라고 불리어 많은 관광객들이 방문하는 곳이다. 스톡홀름 동쪽에 있으며, 스웨덴과 발트해 사이의 많은 섬들 중 하나인 레사뢰(Resar?) 섬의 끝자락에 있다. 도자기를 만들 때 사용하였던 오래된 장석 광산과 영국까지 수출되었던 유리를 만들기 위한 석영 광산이 있는 곳이기도 하다. 비록 이 광산들은 1933년에 폐광되었지만, 이곳을 찾는 화학자와 광물학자들의 행렬이 끊이지 않고 있다. 이 채석장에서 발견된 가돌리나이트(gadolinite, (Ce,La,Nd,Y)2FeBe2Si2O10) 광석에서 분리된 이트륨 산화물인 이트리아(yttria, Y2O3)에서 발견된 원소들이 무려 9가지-원자 번호 21번 스칸듐(scandium), 39번 이트륨(yttrium), 65번 테르븀(terbium), 66번 디스프로슘(dysprosium), 67번 홀뮴(holmium), 68번 에르븀(erbium), 69번 툴륨(thulium), 70번 이테르븀(ytterbium), 71번 루테튬(lutetium)-나 되기 때문이다.
_ 3장 멘델레예프의 주기율표에 포함된 원소