우리가먹는것이곧우리자신!
생명을구성하는모든것이주기율표에있다
임신한여성이9개월동안먹은음식은원자로분해되어태아를형성한다.우유속의칼슘(원자번호20번)은뼈를만들고,감자성분인질소(원자번호7번)는피부를구성하며,소금에함유된소듐(원자번호11번)은뇌를이룬다.한마디로‘우리가먹는것이곧우리자신’인것이다.
이는동물만의이야기가아니다.식물은주기율표상12번원자인마그네슘으로햇빛을흡수하고,23번바나듐과42번몰리브데넘을이용해성장에중요한영양분인질소를토양에서얻는다.
우리가먹지않으면생명을유지할수없는물과소금도마찬가지다.모두가알다시피물은수소원자2개와산소원자1개로이루어져있으며,소금은염소와소듐(나트륨)으로결합된화합물이다.
생물학적체계가어떠한지에상관없이생명을이루는모든원소가주기율표에있으며,이신비로운구성의비밀또한주기율표속에있다.그렇다면원소는어떻게발견되었고,원소하나하나가정렬된주기율표는어떻게완성되었을까?
원소사냥에나섰던천재들의고군분투사
데모크리토스부터멘델레예프와글렌시보그까지
기원전5세기에살았던고대그리스철학자데모크리토스.그는만물은더이상쪼개지지않는작은단위로만들어졌으며그것들이결합해우리가사는세계를구성한다고믿었다.그리스어로‘쪼개지지않는’이란의미의단어는우리가이미아는원자(atom)다.하지만인류가이원자론을과학적으로규명한것은2,000년이훌쩍지나서였다.
17세기후반독일의헤니히브란트가소변을가열,정제하여원자번호15번‘인’을발견했다.이어서프랑스의앙투안라부아지에가공기는질소와산소의혼합물이며물은수소와산소의화합물이라는사실을발견했다.그뒤과학자들은고대의4원소설(물,불,공기,흙)을폐기하고진짜원소를얻기위해닥치는대로태우거나녹이기시작했다고한다.브란트의발견은화학계에기념할만한순간으로남았는데,원소가어딘가멀리있는상상의물질이아니라바로우리주변에있다는것을알게되었기때문이다.또한이때비로소연금술이라치부되며미신으로외면당했던화학이이성적인과학의영역으로들어오게되었다.
이같이발견된원소들이차곡차곡쌓이면서원소들마다주기적특성이있다는사실이드러났다.원소주기율표의역사는독일화학자요한되베라이너의세쌍원소설에서시작된다.이어서존뉴랜즈의옥타브설을거쳐,러시아의천재화학자드미트리멘델레예프에이르러정립된다.멘델레예프가주기율표의아버지로불리는것은그가현대주기율표의기준인원자량순서대로원소를나열했기때문이며,게다가빈자리를두어언젠가는빈칸을채울원소가발견될것이라고주장했다.그리고미국의글렌시보그를비롯한현대화학자들이그빈칸을채움으로써멘델레예프의예언은고스란히적중했다.
이밖에도조지프톰슨,어니스트러더퍼드,에르빈슈뢰딩거등원자의비밀을밝히기위해고군분투했던과학자들의이야기를읽다보면화학의역사가곧인류문명의발전사와궤를같이함을알수있다.
어떤원소가세상을바꾸었을까?
주기율표에담긴118가지이야기
인류의문화,정치,기술에가장핵심역할을한원소는무엇일까?어떤원소가인류문명발전에결정적역할을했을까?어떤원소가세상의외형을바꾸었고,어떤원소가암암리에우리일상을바꾸어놓았을까?또어떤원소가지구환경을파괴했고,어떤원소가인류의실험에가장막강한영향을끼쳤을까?
지금자신의방을둘러보라.눈에띄는사물의90퍼센트는탄소로구성되었을것이다.탄소는인간에게금속을제련할능력을주었으며,19세기에이르서는탄소를연료로태우는연소기관을발명하게했다.하지만아이러니하게도지금은지구기후의평형을깨뜨리는주범이되고있다.긍정적이든부정적이든인류역사의흐름을가장크게바꾼원소는탄소다.
주기율표에는탄소와마찬가지로다채로운사연을가진원소들의이야기가가득하다.주석은우리가음식을오래보존할수있는통조림을만들게해주었으며,지구에고작17톤가량매장된금은인류사내내정복과쟁탈전을유발시켰다.총알의재료로쓰인납은인류를고통으로몰아넣은가하면,구텐베르크의금속활자술에쓰여수많은사람들을문맹에서탈출시켜주었다.염소역시어떻게쓰느냐에따라질병을막는소독제가되기도하고,사람을질식시키는독가스가되기도한다.천왕성(Uranus)의이름에서유래한우라늄은오늘날세계패권의핵심으로자리잡았으며,반도체의대표소재인실리콘은샌프란시스코남부의지명인산타클라라밸리를실리콘밸리로바꾸어버렸다.이처럼원소에얽힌이야기는곧우리자신의이야기다.
이제그동안꺼려왔던주기율표를다시펼쳐볼시간이다.거기에는우리가태어나기이전의헤아리기조차힘든오랜시간의역사,그리고우리가죽고난이후에도계속펼쳐질미래가씨줄과날줄로촘촘히새겨져있을것이다.
