수소이야기

빅뱅으로 인해 우주의 탄생 이후 가장 먼저 만들어진 원자는 바로 수소1) 원자이다. 수소는 양성자 한 개인 핵과 하나의 전자로 이루어진 가장 간단한 원자이다. 우리가 알고 있는 백 개에 가까운 원자들은 수소와 헬륨 두 원자가 우주 공간에서 서로의 중력으로 밀집하여 핵융합 반응을 일으킴으로써 생성된 별 속에서 만들어진 것이다. 따라서 대부분의 원소의 기원이 되는 수소의 생성과 성질에 대해서 알아보는 것은 화학을 공부하는 사람에게 어찌 보면 당연한 것일지도 모른다. 수소는 산소와 결합해서 물이라는 중요한 물질을 만든다. 결국 수소가 없었다면 물이라는 물질이 생겨날 수 없었을 것이고 그로 인해 생명체도 존재할 수 없었을 것이다. 또한 물은 비교적 강한 수소 결합을 하고 있어서 끓는점 및 녹는점이 비슷한 분자량을 가진 다른 화합물에 비해 매우 높고 기화열도 커서 지구 온도를 일정하게 유지시키는데 커다란 역할을 하고 있다.2) 첫 번째 실험인 ‘금속과 산의 반응’에서는 이론적으로 알고 있던 금속들의 이온화 경향성 크기를 비교해 볼 수 있었다. 이온화 경향은 전기음성도3)에 따라서 달라지는데 이온화 경향이 클수록 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다. 두 번째 실험인 ‘수소의 폭명성’에서는 수소의 특성 중 하나인 가연성에 대해 알 수 있었고 수소의 연소생성물인 물을 확인할 수 있었다. 세 번째 실험 ‘수소와 헬륨의 선스펙트럼’은 늘 사진으로만 봐오던 것을 직접 볼 수 있었다.