모든 원소는 저마다의 특성을 지닌다. 사교적인 원소도 있고, 외톨이 원소도 있으며, 변덕스럽거나 수수께끼 같은 원소도 있다. 이 책은 원소 발견에 얽힌 에피소드와 함께 각 원소들이 지닌 특성과 쓰임새를 간결하면서도 흥미진진하게 풀어낸다. 각 원소들이 발견되기까지 어떠한 우여곡절을 겪었는지, 새롭게 발견된 원소가 인류에게 어떠한 영향을 미쳤는지 등 흥미로운 이야기들을 가득 풀어놓는다. 원자의 내부로 파고들어가서 각 원소의 구조적 특징까지도 친절하게 설명해준다.
세상의 모든 것을 만들어내는
118가지 원소의 매혹적인 이야기
“주기율표는 강력한 예측 도구다. 원소들이 서로 반응하거나 더욱 복잡한 화학물질과 반응할 때, 어떤 반응이 나타날지 예측할 수 있게 해준다. 패턴을 찾고 원소를 발견하는 과정에서, 주기율표는 모든 물질이 중요하다는 사실을 한 장의 종이로 보여준다. 과학자들은 주기율표에서 훨씬 많은 정보를 읽어낸다. 이것은 마치 영문학자가 셰익스피어 작품을 분석하는 것과 같다.” _ 본문 중에서
전자를 잃고 요란하게 반응하는 원소,
우리 몸을 움직일 수 있게 하는 원소,
독살자들이 사용하는 악명 높은 원소…
주기율표 속에 담긴 개성만점 원소의 세계
모든 원소들은 나름의 특성을 가진다. 헬륨이나 네온처럼 반응하지 않고 혼자 지내는 원소가 있는가 하면, 나트륨처럼 다른 원소와 잘 어울리는 원소도 있다. 또 테크네튬처럼 불안정한 원소가 있는가 하면, 프로메튬처럼 신비스럽고 수수께끼 같은 원소도 있다. 벤 스틸의 『주기율표의 사생활』(원제 : The Secret Life of the Periodic Table)은 원소 발견에 얽힌 에피소드와 함께 각 원소들이 지닌 특성과 쓰임새를 간결하면서도 흥미진진하게 풀어놓은 책이다. 각 원소들이 어떻게 발견되었는지, 새롭게 발견된 원소는 우리에게 어떠한 영향을 미쳤는지 등 재미난 에피소드들을 가득 담아놓았다.
이 책의 가장 큰 장점은 이해를 돕는 다양한 이미지와 함께, 118가지 원소들의 고유한 특성과 쓰임새를 콕 집어서 설명해준다는 점이다.
예를 들어, 컵에 담긴 초유체 상태의 헬륨은 천천히 자기 혼자고 흘러나오고, 나트륨은 세포 안팎을 오고감으로써 신호 전달을 조절하며, 독성이 없는 타이타늄은 고관절 대체물로 활용할 수 있다. 리튬은 리튬 이온 배터리로 활용되고, 루비듐은 종양세포의 정확한 위치를 알아내는 데 사용된다. 바륨은 화석연료 탐지에 활용되며, 루비늄은 유기금속 촉매로 사용되고 있다. 탄탈럼은 전자기기의 소형화를 주도하고 있으며, 백금은 수소자동차를 가능하게 하는 원소로 꼽힌다.
이 책은 원소를 기억하기 쉽게, 흥미로운 원소 에피소드들을 인상적으로 소개해주는데, 이를테면 다음과 같은 것들이다.
루트비히 몬트는 니켈을 추출하는 아주 값싸고 간단한 방법을 발견해 엄청난 부자가 되었고, W.H. 월러스틴은 천체 ‘팔라스’에서 따서 원소 이름을 팔라듐이라고 지었는데 이 이름 덕분에 큰돈을 거머쥐었다. 일본 화학자 오가와 마사타카는 75번 원소 레늄을 발견하고도 43번 원소를 발견했다고 주장해서 ‘레늄 발견자’라는 영예를 독일의 발터 노다크, 이다 타케, 오토 베르크에게 넘겨주었다. 16세기 스페인 정복자들은 백금을 금보다 못한 금속으로 여겨 백금을 강바닥에 던져버렸다. 그러나 알다시피 백금은 희귀하고 쓰임새가 많아서 금보다 훨씬 귀중하게 취급되는 금속 중 하나다. 오늘날 간 손상을 일으킨다고 알려진 안티모니는 고대 그리스 시대부터 17세기 유럽에서 약으로 처방되었는데, 안타깝게도 모차르트가 이런 안티모니 요법의 희생양이 되었다고 한다.
오줌이나 찌꺼기에서 원소를 발견한 과학자 이야기도 나온다. 헤니히 브란트는 자신의 오줌에서 물기를 증발시키고 남은 물질을 가열한 후 그때 나온 증기를 물속에 응결시켜 흰색 가루를 얻었다. 바로 ‘인’이라는 원소였다. 앙드레 루이 드비에른은 피에르 퀴리와 마리 퀴리가 남겨놓은 라듐 찌꺼기를 걸러 악티늄이라는 원소를 발견했다.
그러면, 원소는 1~118번 원소까지만 있는 것일까? 꼭 그런 것만은 아니다. 이 책은 미래의 원소들까지 언급한다. 현재 원소는 118가...지까지 발견되었는데, 리처드 파인먼은 137번 이후는 원소가 더 존재하지 않고 붕괴할 것이라고 대략적으로 추정한 바 있다. 그러나 현재 과학자들은 아원자 입자들 사이의 상호작용까지 전부 고려했을 때 붕괴하지 않고 존재할 가장 큰 원소는 173번 원소라고 추정하고 이다.
또한 이 책은 모든 원소의 특징과 쓰임새를 소개하는 데 그치지 않고, 왜 원소를 족별/주기별로 파악하는 것이 효과적인지, 어떻게 주기율표의 숨겨진 패턴을 읽을 수 있는지, 왜 지금과 같은 방식으로 주기율표가 만들어졌는지를 양자물리학 정보와 함께 최대한 쉽고 자세하게 소개해준다. 원자 번호가 하나씩 늘어날 때마다 원자 속의 전자가 어떻게 채워지는지를 원자의 내부로 들어가서 찬찬히 설명하는 게 특징이다. 가장 바깥껍질로 전자를 끌어들이거나 전자를 내보내는 원자의 힘이 그 원소의 성질을 좌우한다는 점도 강조한다.
이처럼 이 책은 인류가 찾아낸 가장 위대한 패턴 ‘주기율표’를 다루는 책이다. 118가지 원소들을 끝까지 추적하는 과학자들의 이야기는 한 장으로 압축된 주기율표가 얼마나 위대한 작품인지 깨닫게 해줄 것이다. 그리고 풍부한 이미지와 일러스트는 주기율표 원소들의 특징과 쓰임새를 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다.
[함께 읽으면 좋은 책]
세상에서 가장 위대한 50가지 방정식
수학 방정식의 사생활
리치 코크런 지음 | 김아림 옮김
● 역사상 가장 중요하고 매혹적인 방정식들의 정체
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미적분학의 기본 정리, 오일러 항등식, E = mc2, 맥스웰 방정식 등 세상을 바꾼 위대한 50가지 방정식을 소개해준다. 방정식에 얽힌 재미난 이야기들과 함께, 방정식을 구성하는 기호가 무엇을 의미하는지, 이 방정식이 세상과 어떻게 이어지는지를 흥미롭게 풀어낸다. 풍부한 이미지와 친절한 일러스트는 딱딱한 방정식을 입체적으로 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다.
영국 레스터대학교에서 물리학, 우주과학, 공학을 공부했으며, 셰필드대학교에서 실험입자물리학으로 박사학위를 받았다.
현재 퀸메리런던대학교에서 연구 교수로 활동 중이다. 입자물리학의 세계에 빠져든 이후, 꾸준히 디자이너, 화가, 일러스트레이터와 함께 대중에게 물리학을 소개해왔다.
이런 과학커뮤니케이션 분야에서의 공로를 인정받아 고에너지입자물리학협회의 ‘더 사이언스 인 소사이어티’ 상과 물리학연구소의 ‘물리학 커뮤니케이터’ 상을 수상했다.
지은 책으로는 《주기율표의 사생활 The Secret Life of the Periodic Table》 《양자역학을 설명하는 뇌Brains Explains: Quantum Physics》 등이 있다.
김아림 [저]
서울대학교 생물교육과를 졸업했고 동 대학원 과학사 및 과학철학 협동과정에서 석사학위를 받았어요. 대학원에서는 생물학의 역사와 철학, 진화생물학을 공부했어요. 과학을 넓은 관점에서 통합적으로 바라보는 일에 관심이 있어 출판사에서 과학 책을 만들다가 지금은 출판기획자 및 전문번역가로 활동 중이에요. 옮긴 책으로는 《팬데믹 시대를 살아갈 10대, 어떻게 할까?》 《괴물의 탄생》 《뷰티풀 사이언스》 《세포》 《고래》 《세상의 모든 딱정벌레》 《자연의 농담》 《쓸모없는 지식의 쓸모》 《펭귄과 북극곰》 등이 있습니다.
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