존 뉴랜즈와 옥타브 법칙

존 뉴랜즈는 누구였을까요?

존 알렉산더 레이나 뉴랜즈(1837~1898)는 런던에서 태어나 왕립 화학 대학에서 공부했습니다. 그의 어머니는 이탈리아계였고, 1860년 그는 이탈리아 통일 운동에서 주세페 가리발디 군대의 의용병으로 싸우러 이탈리아에 갔습니다. 런던으로 돌아와서는 분석 화학자로, 나중에는 제당 산업의 화학자로 일했습니다.

여덟 번째 원소마다

뉴랜즈는 1864년부터 학술지 《케미컬 뉴스》에 연재한 짧은 논문들에서 알려진 원소를 원자량이 커지는 순서로 배열하고 각각에 위치 번호를 붙였습니다. 1865년 8월 그는 비슷한 성질의 원소들이 일곱 칸 간격으로 나타나는 경향이 있다고 지적했습니다. 리튬은 2번, 나트륨은 9번, 칼륨은 16번이었고, 같은 간격이 플루오린과 염소, 마그네슘과 칼슘도 이어 주었습니다. 여덟 번째 원소마다 첫 번째 원소를 되풀이하므로, 그는 이 패턴을 음악의 옥타브에 비유하여 옥타브 법칙이라고 불렀습니다.

이제 우리는 왜 여덟이 나왔는지 압니다. 비활성 기체가 아직 발견되지 않았기 때문에 가벼운 원소의 각 묶음은 일곱 개였고, 여덟 번째 원소가 다음 묶음을 시작했습니다.

싸늘한 반응

1866년 3월 1일 뉴랜즈는 런던의 화학회에서 자신의 생각을 발표했습니다. 청중은 납득하지 못했습니다. 물리학자 조지 캐리 포스터는 원소를 알파벳 순으로 나열해 본 적이 있느냐고 물으며, 거의 어떤 배열이라도 가끔 우연의 일치가 나올 수 있다고 시사했습니다. 학회는 순수하게 이론적인 연구는 싣지 않는다며 이 논문의 게재를 거절했습니다.

옥타브가 어긋난 곳

비판자들에게는 의심할 만한 실제 근거가 있었습니다. 이 패턴은 칼슘까지의 가벼운 원소에서는 잘 맞았지만 그 너머에서는 무너졌습니다. 철은 산소와 황과 같은 줄에 놓였고, 코발트와 니켈은 플루오린과 염소 계열의 한 자리를 함께 써야 했습니다. 여러 곳에서 뉴랜즈는 두 원소를 한 자리에 밀어 넣었고, 그의 표에는 아직 발견되지 않은 원소를 위한 빈칸이 없었습니다. 다음 새 원소가 나타났을 때 그것이 들어갈 곳이 없었던 것입니다.

마침내 인정받다

1869년 멘델레예프의 주기율표가 받아들여진 뒤, 뉴랜즈는 자신이 주기적 패턴을 먼저 발견했다고 주장했고, 1884년에는 자신의 주장을 펴기 위해 논문들을 모아 책으로 냈습니다. 1882년 멘델레예프와 로타어 마이어에게 데이비 메달을 공동으로 수여했던 왕립학회는 1887년 주기율의 발견을 인정해 뉴랜즈에게 같은 메달을 수여했습니다.

뉴랜즈는 지금 주기율표의 가장 중요한 선구자 중 한 명으로 기억됩니다. 각 원소에 순서에 따른 번호를 붙인다는 그의 생각은 1913년 헨리 모즐리가 모든 원소가 고유한 원자 번호를 가진다는 것을 보였을 때 새로운 의미를 얻었습니다.