주기율표 300년의 역사
화학 원소가 현대 사회를 만들었다고 해도 과언이 아니다.
인류는 화학 원소를 찾아내고, 주기율표를 만들어 가면서, 고온에 견딜 수 있는 로켓과 발전기에 들어가는 영구 자석을 만들 수 있었고, 초고층 건물을 세울 수 있었으며, 전 세계에서 질병을 퇴치할 수 있는 화합물을 만들었다.
하지만 오늘날 우리가 당연하게 생각하는 주기율표가 다 채워진 건 그리 오래되지 않았다. 먼저 아래 300년 주기율표의 역사를 보여주는 동영상을 보자.
재료 과학자 제이미 갤러거 박사가 만든 이 동영상은 지난 300년 동안의 발견된 원소들이 하나씩 주기율표에 채워져 가는 모습을 연대순으로 보여준다.
시작은 아이작 뉴턴이 살던 1718년이었다. 당시는 과학적 방법론이 아직 초기 시절이었고, 화학에 대한 지식 또한 아주 불완전한 시기였다.
당시 인류는 철, 구리, 금, 은, 납 같은 원소는 알고 있었지만, 오늘날과 비교했을 때 주기율표는 겨우 11%만이 채워져 있었다.
18세기 후반부터 19세기 초반까지 과학자들은 새로운 원소를 발견하는 데는 패턴이 있음을 알아냈다.
특히, 1788~1825년 사이가 축복의 시간이었다. 이 기간 동안 주기율표의 가족 규모는 26개 원소 53개 원소로 두 배 이상 늘었다.
새로 가족이 된 원소는 리튬, 칼슘, 티타늄, 바나듐, 텅스텐, 팔라듐, 실리콘, 니오비움, 우라늄 등이었다.
19세기 프랑스 지질학자 상쿠르투아(Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois)가 처음으로 원소에 주기성이 있음을 알아차렸고, 1862년 초기 형태의 주기율표를 만들었다.
몇 년 후인 1869년, 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프는 원자량을 기준으로 주기율표를 만들었고, 오늘날 사용하는 것과 더 비슷해졌다.
다음은 당시까지 발견된 원소들이다.
완전한 것과는 거리가 멀지만, 오늘날 우리 삶에서 사용되는 많은 원소들이 포함되어 있다.
20세기가 되자, 원자, 양자, 전자, 중성자 등에 대해 더 많이 알게 되면서 화학은 더 공식화되었다. 이를 통해 주기율표가 더욱 풍부해졌고, 지금 같은 모습이 되었다.
이윽고 과학자들은 지금은 뢴트게늄(Roentgenium)이라고 부르는 우누누늄(unununium; 원자번호 111) 같은 방사성 합성 원소를 만들어내기에 이르렀다. 후기에 발견된 많은 다른 원소들처럼, 뢴트게늄은 자연에서는 발견되지 않으며, 반감기가 단 100초에 불과하다.
이렇게 오늘날까지 주기율표는 총 118개의 화학 원소를 가족으로 거느리게 되었다.
자료 출처: Visual Capitalist, "300 Years of Element Discovery in 99 Seconds
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