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책소개
사람들은 세상 만물의 근원인 원소의 정체를 밝히려 끊임없이 노력해 왔다. 몇 년, 몇십 년간의 실험과 연구를 거쳐 마침내 새로운 원소를 처음 찾아낸 순간, 과학자들이 맨 처음 한 일은 원소를 가장 잘 나타낼 수 있는 ‘이름’을 붙이는 것이었다. 수소(hydrogen)라는 이름에는 수소를 처음 발견한 과학자의 시선과 애정이 듬뿍 담겨 있을 테고, 브로민(bromine) 역시 분명 그런 이름을 지어야만 했던 이유가 있었을 것이다. 원소의 어원을 찾아 거슬러 올라가다 보면 원소의 과학적 특성과 성질은 물론 원소를 둘러싼 과학의 역사, 그 시대의 가치관, 당대 과학자들의 위대한 아이디어까지 엿볼 수 있다.
출판사 서평
원소를 알면 과학으로 가득 찬 세상이 보인다!
원소의 이름과 어원에 숨은 꿀잼 과학사
화학 원소의 발견은 늘 역사에서 가장 중요한 순간을 장식해 왔다. 지구에서 본격적으로 인간 역사의 시작을 알린 청동기 시대를 열어준 구리와 주석, 비합리성을 상징하는 구시대의 유물인 플로지스톤 이론을 단번에 깨뜨린 산소, ‘핵화학’이라는 가장 위대하고도 위험한 학문의 시작점이 된 우라늄까지, 원소는 인간이 이룩해 온 과학적 성과와 발전을 상징하는 결정체와 같다. 그러나 이렇게 중요한 원소를 공부하면서도 사람들이 별 의문을 가지지 않는 질문이 하나 있다. ‘원소의 이름은 도대체 누가, 어떻게 지었을까?’
고사성어 중 명전자성(名詮自性)이라는 말이 있다. ‘이름은 곧 그 존재의 본성을 나타낸다’라는 뜻이다. 이 말처럼 우리는 모르는 사람을 처음 만나면 가장 먼저 이름을 묻는다. 이름을 알아야 비로소 이 사람이 누구인지 알 수 있다고 여기기 때문이다. 이처럼 화학 원소의 이름에는 과학의 원리와 역사는 물론 과학자들이 흘린 피와 땀이 그대로 녹아 있다. 지금까지 화학 수업에서 주목하지 않았던 원소 이름의 어원에 초점을 맞춰보자. 원소에 왜 이런 이름이 붙었는지 그 뿌리를 이해하는 순간, 과학의 근간이자 세상과 우주를 이루는 원소의 본질을 깨닫게 될 것이다.
우주의 탄생을 함께한 원소부터 인간이 만들어낸 원소까지
세계의 과학과 역사, 문화를 품은 화학 원소 이야기
인간이 가장 처음 발견하고 사용한 원소는 무엇일까? 예를 들어 구리와 철은 동서양을 막론하고 청동기 시대나 철기 시대 문명이 발전한 곳에서 널리 쓰인 금속 원소다. 그러나 이 원소들은 최초 발견자가 누구인지, 이름의 유래가 무엇인지 정확히 알 수가 없다. 대신 이렇게 유서 깊은 원소에는 당시 민족들의 역사와 가치관, 문화를 반영하는 이름이 지어졌다. 이처럼 각 지역과 언어마다 다른 원소의 이름에서 세계의 역사를 엿볼 수 있다.
예를 들어 순우리말 원소인 ‘구리’의 경우 고대 한국어와 관련이 깊다. 옛날 우리나라 사람들은 불을 ‘굳’ 또는 ‘굴’이라 불렀다. 여기서 파생된 단어들이 구들, 그을리다, 굽다, 굴뚝, 그릇처럼 불과 관련된 단어들이다. 마침 구리는 다른 금속과 달리 붉은색을 띠고 있었기에 붉은 금속이라는 뜻으로 ‘굴’에서 파생된 구리라는 이름이 붙었다. 한편 영어로는 구리를 copper[커퍼]라고 하는데, 이 이름은 지역과 관련이 깊다. 청동기 시대 유럽에서 청동 생산으로 가장 유명한 곳은 바로 키프로스(Cyprus)섬이었다. 따라서 키프로스섬을 일컫는 라틴어 cyprium[퀴프리움]이 변해 cuprum이 되었고, 이것이 현재의 copper가 되었다는 설이 가장 유력하다.
고대부터 알려진 원소뿐 아니라 멘델레븀, 노벨륨, 러더포듐, 시보귬 등 현대에 발견된 초우라늄 원소들의 이름에도 과학 기술의 발전과 그로 인한 갈등의 20세기 현대사가 그대로 녹아 있다. 소련과 미국으로 대표되는 핵 개발의 두 진영 사이에서 벌어진 치열한 싸움의 결과가 바로 원소 이름으로 나타나 있는 것이다. 발견된 지 무려 40년이 넘게 지나서야 비로소 정해진 이름이 있을 만큼 중대하고도 기묘한 사연을 간직한 원소들이 지금도 사회 곳곳에 자리하고 있다.
원소에 담긴 화학의 원리와 물질의 특성
과학의 본질을 이해하고 싶다면 원소의 이름을 읽어라!
먼 옛날 고대 그리스의 철학자인 탈레스는 만물이 물로 구성되어 있다고 말했고, 아리스토텔레스는 세상이 물, 불, 흙, 공기로 이루어져 있다는 4원소설을 주장했다. 그러다가 18세기에 ‘근대 화학의 아버지’라고 불리는 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에가 처음으로 오늘날 우리가 알고 있는 화학 원소와 유사한 개념의 33개 원소를 제시했다. 이후 수많은 과학자가 끊임없이 연구를 거듭해 온 결과 과거에는 단지 경험으로만 알고 있던 현상과 세상의 구성 요소들이 하나씩 밝혀지게 되었다.
수은의 영어 이름인 mercury[머큐리]에는 서양 중세 문화와 천문 현상, 태양계의 질서를 연결시킨 연금술사들의 아이디어가 담겨 있고, 규소의 이름인 silicon[실리콘]에는 인간이 처음 불을 피우기 위해 사용한 부싯돌부터 미국의 첨단 산업 단지인 실리콘 밸리까지 과학 기술이 어떻게 변화해 왔는지가 단적으로 드러나 있다. 한자 이름인 규소(硅素)에도 무생물인 금속 원소 규소가 해양 생물인 규조와 밀접한 관계가 있음을 보여주기도 한다.
세상의 질서를 이해하려면 그 법칙을 만드는 과학을 알아야 하고, 과학의 본질을 이해하려면 모든 물질의 근원이 되는 원소를 알아야 한다. 우주를 이루는 원소의 발견과 그 어원에 얽힌 이야기를 읽는 순간 과학을 보는 눈이 활짝 열릴 것이다.
목차
머리말
1장 원소의 이름은 누가 지었을까
화학 원소란 무엇일까?
원소 이름은 어떻게 번역했을까?
원소의 이름을 짓는 법
-고대로부터 쓰인 금속 원소들
-17세기 중반 이후
-20세기 이후
우리나라의 원소 이름
-고대로부터 홑원소물질로 널리 사용된 원소
-일본 학자들이 음차한 이름을 가진 원소
-대한화학회의 명명법 개정
잠깐! 화학자 상식) 우다가와 요안
2장 인간의 역사를 만든 7가지 금속
구리Cu
납Pb
주석Sn
금Au
은Ag
철Fe
수은Hg
잠깐! 화학자 상식) 클레어 패터슨
3장 ‘소’가 붙지 않은 원소
인P
황S
아연Zn
백금Pt
4장 ‘소’가 붙어 있는 원소
산소O
수소H
질소N
탄소C
붕소B
규소Si
비소As
잠깐! 화학자 상식) 앙투안 라부아지에
5장 염을 만드는 원소
염소Cl
플루오린F
아이오딘I
브로민Br
잠깐! 화학자 상식) 조제프 게이뤼삭
6장 고귀하신 기체 원소
아르곤Ar
크립톤Kr
네온Ne
제논Xe
라돈Rn
헬륨He
잠깐! 화학자 상식) 윌리엄 램지
7장 잿물과 양잿물: 두 이름을 가진 원소
포타슘K
소듐Na
칼륨K
나트륨Na
잠깐! 화학자 상식) 험프리 데이비
8장 트랜스페르뮴 전쟁
초우라늄 원소
멘델레븀Md
노벨륨No
로렌슘Lr
러더포듐Rf
두브늄Db
시보귬Sg
잠깐! 화학자 상식) 유리 오가네샨
언어별 원소 이름 목록
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본문중에서
IUPAC에서 규정하는 원칙에 따라 새로 발견한 원소들은 신화 및 천체 관련 어휘, 광물, 지명, 원소의 속성, 과학자 이름 중 하나를 기반으로 하되 1~16족 원소는 -ium으로 끝나고, 17족은 -ine으로 끝나며, 18족은 -on으로 끝나는 이름을 붙이게 되었습니다. 물론 이런 원칙이 완전히 새롭게 만들어진 것은 아닙니다. 이전에도 암묵적으로 지켜지던 규칙이긴 했지만, 특히 우라늄보다 원자 번호가 큰 원소들은 이 규칙을 충실히 따르는 이름을 가지게 되었습니다.
-p. 28
하지만 얻기 쉬운 것과 별개로, 화학에 대한 이해가 부족했던 옛날에는 납이나 주석이나 녹는점이 낮아서 가열하면 빠르게 녹아 나오는 것이 매한가지라 다 비슷한 물질이라고 생각했던 모양입니다. 주석의 다른 이름이 ‘상(上)납’이라는 것을 봐도 오래전부터 우리 조상들은 납과 주석을 비슷한 금속으로 여겨왔다고 할 수 있지요. 옛날 로마 사람들도 두 금속이 색깔만 다르다고 생각해서 납은 plumbum nigrum(검은 납), 주석은 plumbum album(흰 납)이라고 불렀다고 합니다.-p.47
《조선왕조실록》에서 이 금속을 수은(水銀)이라고 기록한 것으로 보아, 수은이라는 이름은 중국과 일본뿐만 아니라 우리나라에서도 오래전부터 쓰인 이름이라는 것을 알 수 있습니다. 즉 동아시아 사람들 모두 수은이 ‘물처럼 흐르는 은백색 금속’이라는 점에 착안해서 이와 같은 이름을 붙였던 것이지요. 이런 생각은 서양에서도 비슷하게 했던 것 같습니다. 고대 그리스 사람들은 수은을 부를 때 ‘물’을 의미하는 단어 hydor[휘도르]에 ‘은’을 뜻하는 단어 argyros[아르귀로스]라는 단어를 합쳐 hydrargyros[휘드라르귀로스]라고 불렀습니다. 한편 라틴어로는 수은이 마치 살아 있는 것처럼 흘러 다닌다고 해서 ‘살아 있는 은’이라는 뜻의 argentum vivum[아르겐툼 비붐]이라 불렀다고 합니다. 이 영향으로 현대 독일어에서도 똑같이 수은을 살아 있는 은이라는 뜻인 Quecksilber[크벡질버]라고 부르고, 이것이 영어에 유입되면서 quicksilver[퀵실버]가 되었습니다.
-p. 65
과거 사람들은 녹색을 띠는 안료를 얻기 위해 구리(Cu)에서 녹청(綠靑)이라는 염을 뽑아냈는데, 이게 보통 까다로운 과정이 아니었습니다. 게다가 녹청은 시간이 지나면 산화되어 점차 짙은 갈색으로 변색되는 문제가 있었습니다. 이를 대체할 물질로 각광받은 ‘셸레 그린’이라는 안료는 쉽게 합성할 수 있었고, 선명하고 안정적인 녹색을 띠는 덕분에 실내 벽지는 물론 옷에도 쓰일 정도였다고 합니다. 하지만 셸레 그린이 만드는 녹색의 아름다움에 눈먼 사람들은 언제부터인가 원인 모를 증상을 겪으며 죽어갔습니다. 훗날 모든 원인이 셸레 그린에 포함된 비소라는 사실이 밝혀지면서 한때 많은 이를 매혹했던 이 녹색 안료는 두 번 다시 사용할 수 없게 되었습니다.
-p. 118
이 거대한 사진이 ‘브로마이드’라고 불린 이유는 사진이 빛에 반응하는 감광제로 브로민화 은(AgBr)을 사용한 종이 위에 현상되었기 때문입니다. 브로민화 은을 영어로 silver bromide[실버 브로마이드]라고 하기 때문에 줄여 부르기 좋아하는 일본인들이 이를 처음에 [푸로마이도]라고 부르다가 [브로마이도]로 정착했고, 이것이 한국 대중 문화에 유입된 것이지요. 대중 문화에서 화합물의 이름이 널리 사용된다니 조금은 의외지요?
-p. 138
램지와 레일리 경은 다른 원소들과 반응하려 하지 않는 성질에 주목해서 고전 그리스어로 ‘게으르다’라는 의미인 argos[아르고스]에 금속이 아닌 물질들에 붙이던 -on을 더해 argon[알건]이라는 새로운 이름을 만들었습니다. 과자 봉지 내부는 과자가 부서지고 부패하는 것을 막기 위해 질소 기체로 충전되어 있습니다. 질소 기체도 웬만해서는 다른 물질들과 반응하지 않기 때문이지요. 하지만 질소보다도 더 강력한 비활성 분위기를 만들어야 할 때는 아르곤을 씁니다. 그래서 거의 모든 화학 실험실에는 아르곤이 들어 있는 가스통이 있습니다. 게으르다는 이름을 가진 기체지만, 반대로 실제 실험실에서는 게으를 틈 없이 열심히 일하는 기체라고 할 수 있겠네요.
-p. 146
1961년, 미국의 LBNL 연구진은 원자 번호 98번 캘리포늄 Cf에 5번 붕소 B 이온을 충돌시켜 98+5=103번 원소를 합성해 냈습니다. 이들은 사이클로트론(cyclotron)이라고 불리는 입자 가속기를 개발하는 한편, 캘리포니아 대학에 LBNL을 설립하는 데 지대한 공헌을 한 어니스트 로런스의 이름을 따 로렌슘(lawrencium)이라는 이름을 새 원소에 붙였습니다. 그런데 소련 측인 JINR에서는 IUPAC이 너무 성급하게 미국 측 발견을 인정했다며 반발했습니다. 이들은 1965년에 95+8=103번 원소를 만들었다고 주장하면서, 로런스와 같은 이름(Ernest)을 가진 뉴질랜드 태생의 핵물리학자인 어니스트 러더퍼드의 이름을 딴 러더포듐(rutherfordium)을 제안했습니다. 노벨상 수상자이기도 한 러더퍼드의 명성을 부정할 사람은 아무도 없었지만, JINR의 이런 제안은 LBNL의 자존심을 긁는 행동이었지요.
-p. 198
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저자소개
| 생년월일 | - |
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서울대학교에서 화학과 물리학을 전공하고 최우수 졸업(숨마쿰라우데)을 했다. 고분자화학 연구로 동 대학원 화학부에서 박사 학위를 취득했고, 박사후연구원으로서 미국 미네소타대학 화학공학과에서 연구를 수행했다. 〈카번(Carbon)〉 등 국내외 저널에 40여 편의 논문을 게재하며 학계에서 활발히 활동하고 있다. 현재 한국과학기술연구원(KIST) 전북 복합소재기술연구소 선임연구원으로 재직하며 다양한 고분자 물질이 탄소 소재로 전환되는 과정과 결과를 연구하는 데 힘쓰고 있다.
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