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화학 14, 프라우트의 가설

서울오픈스테이지 2022. 5. 10. 01:34

돌턴과 다른 사람들이 원자 무게 목록을 출판하기 시작한 지 몇년 후, 스코틀랜드의 의사인 윌리엄 프라우트는 꽤 흥미로운 것을 발견했습니다. 원소들을 위해 결정된 많은 원자 무게들은 수소 원자의 무게의 정수의 배수인 것처럼 보였다. 그의 결론은 오히려 뻔한 것이었다. 아마도 모든 원자들은 단순히 수소 원자들로 이루어져 있었을 것이다. 만약 이것이 사실이라면, 그것은 또한 근본적인 차원에서 모든 물질의 통합을 제안할 것이다. 그리스 철학의 시초부터 무시되어 왔고 다양한 형태로 여러번 다시 나타난 개념이다.

그러나 발표된 모든 원자 무게가 수소 무게의 정확한 배수는 아니었다. Prout은 이 특성으로 인해 연기되지는 않았지만 원인은 이러한 비정상적인 원자의 무게가 아직 정확하게 결정되지 않았다는 사실에 있다고 제안했다. Prout의 가설은, 알려진 대로, 따라서, 그가 옳고 그르다는 것을 증명하기 위해 다른 사람들이 원자 무게를 더 정확하게 측정하도록 했기 때문에 다소 생산적이었다. 이에 뒤따르는 보다 정확한 원자 가중치는 결국 주기율 표의 발견과 진화에 중추적인 역할을 할 것이다.

그러나 Prout의 가설에 대한 초기의 의견 일치는 그것이 틀렸다는 것이었다. 좀 더 정확하게 측정된 원자의 무게는, 일반적으로, 원자는 수소 원자의 배수가 아니라는 것을 보여 주었다. 그럼에도 불구하고, 프라우트의 가설은 비록 다소 수정된 형태이긴 하지만 이야기의 후반에 상당히 다시 나타날 운명이었다.

뒤베리너의 삼엽충

독일의 화학자 볼프강 담베 라이너는 또한 원자 무게를 더 정확하게 측정할 필요성에 기여한 또 다른 일반적인 원리를 발견했고 그래서 주기율 표를 위한 길을 열었다. 1817년부터, 도베리너는 원소들 중 하나가 화학적 성질과 다른 원소들의 대략 평균인 원자 무게를 가진 다양한 그룹의 존재를 확인했다. 이 세가지 요소로 이루어진 그룹들은 삼엽충으로 알려졌다. 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨은 모두 밀도가 낮은 부드러운 회색 금속입니다. 리튬은 물에 거의 반응하지 않는 반면 칼륨은 매우 반응성이 높습니다. 하지만 나트륨은 이 세가지의 다른 두가지 요소들 사이의 중간 반응성을 보여 줍니다.

또한, 나트륨의 원자 중량(23)은 리튬(7)과 칼륨(39)의 중간이다. 이 발견은 원소들의 성질과 특성 사이의 관계의 중심에 놓여 있는 숫자적 규칙성의 첫번째 힌트를 주기 때문에 매우 중요하다. 그것은 원소들이 화학적으로 어떻게 서로 연관되어 있는지에 관한 기초적인 수학적 순서를 제안했다.

또 다른 중요한 세가지는 세가지 할로겐 요소인 염소, 브롬, 요오드로 이루어져 있습니다. 하지만, D베리너는 이러한 다른 삼엽충들을 어떤 식으로든 함께 연결하려고 시도하지 않았다. 만일 그가 그렇게 했다면, 멘델레 예프와 다른 이들이 그렇게 하기 약 50년 전에 주기율 표를 발견했을지도 모른다.

몇개의 삼각형들을 식별하는 데 있어서,ö베리너는 언급된 수학적 관계 외에도 문제가 되는 세가지 요소들 사이에 화학적 유사성이 있어야 한다고 요구했다. 그를 따랐던 다른 작가들은 첫번째 부분에 대해 그다지 까다롭지 않았고, 그들 중 일부는 그들이 많은 다른 3개의 논문들을 발견했다고 믿었다. 예를 들어, 1857년에 20세의 독일 화학자인 ErnstLenssen은 Wiesbaden에서 일하면서 사실상 50개의 알려진 원소들을 총 20개의 3개의 삼각형으로 정리한 논문을 발표했다. 그의 삼성층 중 10개는 비금속과 산성 물질로 이루어져 있었고 나머지 10개는 단순한 금속으로 이루어져 있었다.

렌센은 그림 9의 삼엽수 20개를 사용해서 각 중간 3개의 평균 등가 중량이 3개의 삼합회 그룹 내 다른 3개의 평균 중량 사이의 대략 중간에 위치하는 슈퍼 트라이를 식별했다고 주장했다. 이것들은 삼등분들이었습니다, 그것이 그랬던 것처럼 말이죠. 하지만 렌슨의 시스템은 다소 강압적이었다. 예를 들어, 진정한 삼등화 대신에, 그는 수소라는 원소를 삼징계로 간주했습니다. 왜냐하면 그는 그렇게 하는 것이 편리하다고 생각했기 때문입니다. 게다가, 그가 존재한다고 주장한 많은 삼합회들은 숫자적인 관점에서 매력적으로 보였지만, 화학적인 의미는 없었다. 렌슨과 다른 화학자들은 화학을 남겨둔 채 명백한 수치적 규칙에 현혹되었다.