인류 문명에 업적을 남긴 과학자_멘델레예프

  드미트리 이바노비치 멘델레예프(Dmitri Mendeleev, 1834~1907)는 1834년 2월 8일 러시아에서 태어났다. 어렸을 때 집안 형편이 어려워졌는데, 어머니가 남다른 교육열로 그를 교원 양성 학교에 입학시켰다. 그곳에서 멘델레예프는 화학에 관심을 갖게 되었고 교사 생활을 하면서도 그는 화학에 대한 열정을 버리지 않았다. 그는 상트페테르부르크로 돌아와 대학에 들어갔다. 이후 독일 하이델베르크 대학으로 국비 유학을 다녀온 후 1864년 상트페테르부르크 대학 일반 화학 교수로 임명되었다.

  기존 화학 교과서에 불만이 많았던 멘델레예프는 1870년 <화학의 원리>라는 책을 펴냈다. 이 책을 쓰는 동안 멘델레예프는 화학 원소 사이의 관계를 알아내기 위한 연구를 했다. 당시 알려져 있던 63개 원소들 사이에 분명 일정한 규칙이 있으리라 여긴 것이다. 물론 이런 생각을 한 것이 그가 처음은 아니었다. 1862년 프랑스의 광물학자 알렉상드르 드 상쿠르투아가 원소를 나선형으로 배열하면 비슷한 성질의 원소가 수직으로 나열된다고 주장했다. 또한 1864년에는 영국의 화학자 존 뉴랜즈가 음표를 써서 원소를 배열하면 8개를 주기로 비슷한 원소들이 나타난다는 ‘옥타브의 법칙’을 발표하기도 했다. 하지만 이런 모든 시도들은 불완전했다.

  그러던 어느 날 그는 카드로 어질러져 있는 책상에서 연구를 하다가 깜빡 잠이 들었다. 그리고 꿈을 꾸었다. “나는 꿈속에서 모든 원소들이 정확히 있어야 할 위치에 자리 잡은 표를 보았다. 꿈에서 깨어나자마자 나는 즉시 종이에 그것을 기록했다.” 몇 주 후 1869년 3월 6일, 그는 자신이 알아낸 것을 <원소의 구성 체계에 대한 제안>이란 제목으로 발표했다. 이 논문에는 수직으로는 원자량이 증가하는 순서로, 그리고 수평으로는 유사한 성질을 가진 원소들이 배열되어 있었다. 당시 다른 과학자들의 반응은 싸늘했다. 몇몇 원소들의 배열이 당시에 알려져 있던 것과 달랐던 것이다. 게다가 아무런 원소도 적혀 있지 않은 빈 칸도 있었다. 명백한 오류처럼 보였다.

  하지만 멘델레예프는 자신이 작성한 표에 대단한 자신감을 가지고 있었다. 그는 요오드 등 자신의 표와 차이가 나는 원소들의 원자량이 잘못된 것이라고 주장했다. 그리고 빈 칸에 들어갈 원소들 역시 언젠가는 발견될 것이라고 예언했다. 그는 거기서 한 걸음 더 나아갔다. 이듬해인 1870년에는 빈 칸에 들어갈 원소들의 특성까지 예측했다.

  그러던 중 1875년 프랑스의 화학자 보아보드랑이 멘델레예프가 예측한 원소들 중 하나를 발견하였다. 갈륨이었다. 그리고 5년 후 1882년 독일의 화학자 클라멘스 빙클러가 새로운 원소를 발견하고 게르마늄이란 이름을 붙였다. 이 원소에 대해 멘델레예프는 비중 5.5인 회색빛 금속일 것이라고 예상했는데, 실제 발견된 것 역시 비중 5.47에 회색빛 광채가 나는 금속이었다.

  이로써 멘델레예프의 표가 확실하게 증명되었고, 화학도 이제 과학의 한 분과로 당당하게 자리 잡을 수 있었다. 법칙을 통한 예측이 가능해진 것이다. 현재까지 알려진 원소는 모두 117개이다. 멘델레예프가 주기율표를 작성하던 당시와 비교해 54개가 늘어난 것이다. 그 사이 주기율표 자체도 조금씩 개선되어 왔다. 그리고 무엇보다도 멘델레예프가 생각했던 것과 달리 주기율표에서 중요한 것은 원자량이 아니라 원자번호라는 사실도 밝혀졌다.

  미망에 빠지지 말아라, 말이 아니면 행동을 앞세워라. 신성한 진리와 과학 탐구를 위해 꾸준히 노력해라” 아들의 교육을 위해 시베리아 토볼스키에서 모스크바까지 그 먼 길을 마다하지 않던 어머니 마리야가 아들에게 남긴 유언이었다. 아들은 훗날 자신의 논문에 이렇게 적었다. “드미트리 멘델레예프는 어머니의 유언을 소중하게 생각하고 있습니다.” 진정이었다. 그는 현대 화학의 초석을 놓았다. 어떤 이는 이렇게 말했다고 한다. “멘델레예프 덕분에 나는 화학이 정말로 과학이라는 것을 자각하기 시작했다” 1955년 101번째 원소가 발견되었다. 그 원소는 일년에 한 번 정도나 손질해 늘 더부룩한 머리와 턱수염을 한 푸른 눈의 과학자이자 이웃 농부들에게 작물 재배법, 치즈 제조법 등을 가르쳐주던 따뜻한 마음의 소유자의 이름을 따 멘델레븀이라고 명명되었다.