바륨의원자량결정

다른 원소는 원자량이 다르다. 그리고 어느 한 원소의 원자량은 시간과 장소를 초월해서 일정한 값을 나타낸다. 물론 원자번호로 나타내어지는 원자의 양성자수가 어떤 의미에서는 원자량보다 더 기본적이다. 빅뱅 우주에서 또 별들의 내부에서 원소들이 만들어질 때 양성자 수가 다른 새로운 입자가 생기는 것은 바로 새로운 원소의 원자핵이 생기는 것을 의미한다. 중성자는 반발하는 양성자들을 붙잡아 주는 역할을 한다. 따라서 같은 원소에서 중성자 수는 다를 수 있다. 그래서 동위원소가 있다. 전자의 수가 바뀌면 이온이 되지만 원소의 종류가 바뀌지는 않는다. 그러나 원자의 깊은 곳에 자리잡은 원자핵 속의 양성자 수가 바뀌면 전혀 새로운 원소가 된다. 빅뱅 우주에서 생긴 수소 와 별의 내부에서 높은 에너지 장벽을 극복하고 생긴 무거운 원소들이 초신성 폭발을 통해 우주 공간으로 퍼져나가고 다시 모여 태양계를 만들고 지구에서 생명을 만들어낸다. 특히 생명의 핵심 화합물인 DNA의 수소 결합을 보면 모든 생명체는 150억 년의 역사를 가지고 있다고 볼 수 있다. 이러한 과정에서 동위원소들은 골고루 혼합되어 어떤 원소의 원자량은 weighted average of isotopic masses가 되는 것이다. 물론 원자량은 양성자, 중성자, 전자가 발견되기 전에, 그리고 모즐리가 원자핵의 양전하 값을 측정하기 전에 비교적 정확하게 알려졌다. 그렇기 때문에 멘델레예프는 원자량에 따라 원소들을 배열하여 주기율표를 만들 수 있었던 것이다. 19세기의 과학자들이 원자량을 결정하는 데는 두 가지 방법이 중요하게 사용되었다. 우선은 1811년에 제안된 아보가드로의 원리가 핵심적인 역할을 했다. 아보가드로의 원리를 통해서 기체 밀도로부터 여러 가지 기체화합물의 분자량을 측정하면 결합 양식으로부터 원자량을 계산할 수 있게 된다. 이와 관련해서 분자의 개념이 발전하게 된다. Cannizzaro는 수소의 분자량을 2로 정의하고 수소와 상대적인 양으로 원소의 원자량을 결정하였다. 아래의 …
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