김래호
나는 통쌤 과학을 하며 많은 것을 배웠다. 여러 가지 실험부터 이론수업까지
모두 모르는 내용이었다. 그래서 더 재미있었다. 알아가는 재미도 있고, 또 실험하는 재미도
있다. 그래서 내가 과학을 좋아하는 이유다.
목차
1. 존 돌턴
2, 아메데오 아보가르도
3. 에세이
1.존 돌턴
원자는 기원전 400년 경에 처음으로 상상 했다. 19세기에도 원자는 여전히 관찰하지 못했다.
그래서 고대의 철학자들도 상식에 위배된다는 이유로 원자론을 폐기했던 것처럼 근대의 과학자들도 원자의 실체에 관해 오랫동안 싸웠다. 그 문제를 들고 나타난사람이 바로 존 돌턴 이다. 존 돌턴은 가난한 가정에서 태어났지만 15살부터 기상 관측을 할 정도로 수학과 자연과학에 관심이 많았다. 그러니 기상과 관련있는 원자에 관심을 가질 수밖에 없었다. 돌턴이 과학자로서 신뢰를 얻어갈 때 쯤에 라부아지에가 질량 보존의 법칙을 발견하고, 프루스트는 일정성분비의 법칙을 발표했다. 존 돌턴도 배수비례의 법칙을 발표했다. 배수 비례의 법칙은 예를 들어 산소가 일산화 탄소로 결합할 때는 탄소 1g에 산소 1.33g, 이산화 탄소로 결합할 때는 탄소 1g에 산소 2.66g처럼 일정한 정수비를 이룬다는 것 이었다. 하지만 누구도 원소들이 왜 도대체 그런 법칙을 따르는지 아무도 아는 과학자가 없었다. 돌턴에게 주어진 문제였다.
돌턴은 물질의 근본적인 속성을 알아내면 문제를 풀수있다고 생각했다.
존 돌턴이 기준점으로 삼은건 수소의 질량이었다. 그렇게 하나씩 물질의 기본 원자량을 매겼다. 1. 원자란 더 이상 나누지 못하는 최소단위 입자다. 2. 같은 원소의 원자는 성질과 질량이 같다. 3. 화합물을 구성하는 원자들은 일정한 정수비를 이룬다. 4. 원자는 새로 만들어 지거나 없어지지도 않으며 바뀌지도 않는다. 와 같이 4개의 원칙을 규정했다. 1808년 모든 것을 담은 화학 철학의 신세계를 출간하기도 했다. 하지만 초기 존 돌턴의 원자설은 부분적으로 오류가 있었다. 그래서 다시 난제가 생겼고, 또 한명의 과학자를 기다려야 했다.
2. 아메데오 아보가르도
원자는 전자를 서로 주고받거나 공유하며 화학 반응을 일으킨다. 왜냐하면 그 반응을 통해 원자가 안정된 상태를 유지하려고 하기 때문이다. 결국 수를 채우기 위해 다를 원자와 결합하려고 하는 것이다. 헬륨, 네온, 아르곤등 18족에 해당하는 비활성기체를 제외한 기체 대부분은 자연상태에서 분자 또는 화합물로 존재한다. 그중에서도 매우 중요한 법칙을 발견한 사람은 프랑스의 한 과학자였다. 게이뤼삭은 부유한 집에서 자란덕에 원없이 실험을 할수 있었다.
그는 기체에 관심을 가지며 많은 실험을 했다. 약 7000m 상공에서 공기가 어떤상태인지 조사했는데, 그 과정에서 수증기는 수소와 산소가 일정한 성분비로 결합돼 있다는 것을 알았다.
게이뤼삭은 1810년 기체반응의 법칙을 발표했다. 그런데 게이뤼삭의 발표는 바로 문제를 불러 일으켰다. 왜냐하면 돌턴의 원자론과 모순되었기 때문이다. 그도 그럴것이 게이뤼삭의 법칙을 만족 하려면 원자는 쪼개져야 했디 때문이다. 하지만 둘의 싸움을 해결할 사람이 이탈리아에서 나왔다. 바로 아메데오 아보가르도. 아보가르도는 어릴때부터 법률가인 아버지를 따라 20대에 법조인으로 활동했다. 하지만 그는 과학자가 될 운명이었다. 그는 진로롤 바로 바꾸고 독학으로 과학을 터득해 나갔다. 아보가르도의 가설을 제시한 때는 1811년 이었다. 프랑스의 한 논문을 통해서 였다. 논문에서 아보가르도가 사용한 용어는 원자가아닌 분자 라는 것이었다. 분자 개념은 돌턴과 게이뤼삭의 논쟁을 한방에 해결할수 있었다. 돌턴의 원자론도, 게이뤼삭의 기체반응의 법칙도 한번에 만족 시킬수 있었다. 시골의 과학교사였기 때문일까? 과학계에서는 분자개념을 쉽게 받아들이지 못했다. 어쨌든 분자를 규정한 가설에 따르면 모든 기체를 종류를 불문하고 같은온도, 압력, 같은 부피속에서 같은 입자를 포함한다. 나중에 이탈리아 과학자 스타슬라오 칸니차로의 노력으로 아보가르도의 가설은 인정받게된다. 아보가르도는 과학사에서 올바른 길을 찾게 도와준 아주 고마운 인물이다.
3. 에세이
나는 통쌤과학을 하며 정말 많은 것을 느꼈다. 특히 내가 해보지 못한 실험을 하며
단순한 호기심이 아닌 ‘왜’를 생각하게 되었다. 또 그 ‘왜?’를 통해 더 다양한 여러 가지를 알게 되었고 나에게 좋은 지식이 되었다. 다음에도 통쌤과학이 있으면 또 참여하고 싶다.