[화학을 시작하기 전에] 화학의 역사적 기원











화학은 물질과 그 변화를 다루는 학문이라고 할 수 있다. 우리를 둘러싸고 있는 환경과 우리의 몸은 화학물질로 구성되어 있으며 끊임없이 일어나는 화학반응에 의해 유지되고 있기 때문에 우리 자신과 주위의 모든 것이 다 화학의 대상이 된다. 

따라서 화학을 이용하는 활동은 인류의 탄생과 더불어 시작되었다고 할 수 있으며 불의 사용과 금속의 제련과 같은 기술은 고대 인류의 생활과 문화에 가장 큰 영향을 미쳤던 화학적인 활동이라고 할 수 있을 것이다. 

이러한 기술적인 발달 외에 그리스 철학자들의 만물의 근원에 대한 철학적인 사고활동 역시 화학의 뿌리를 이룬다. 예를 들어 데모크리토스 (Demokritos, BC460-370경)는 흙, 공기, 물 ,불을 구성하는 네 가지 원자(atom)의 존재를 제안함으로써 원자론의 뿌리를 제공하였다.

그러나 실험적 형태의 화학은 연금술(alchemy)로부터 시작되었다. 헬레니즘 문화의 중심지였던 알렉산드리아로 세계의 많은 학자와 사상가들이 모여들면서 그리스 철학과 동방의 신비주의 그리고 이집트의 기술이 결합되어 연금술로 발전하였다. 물론 돌을 금으로 바꾼다는 것은 그야말로 허황된 꿈이었지만 연금술사들은 그 과정에서 화학적 변화를 일으키는 다양한 방법들을 발견했고, 많은 화학 기구들을 고안하였다. 

연금술이 화학에 끼친 영향을 포도밭에 금을 묻어 두었다고 유언을 남긴 어느 농부의 이야기로 비유할 수 있다. 농부의 아들들이 금을 찾기 위해 포도밭을 파헤친 결과 금 대신 풍성한 수확을 얻은 것처럼 연금술을 통해 금을 얻을 수는 없었지만 새로운 발명과 과학의 진보가 가능하게 되었다. 여기에서 한 가지 교훈을 찾는다면 실험이 원하는 대로 되지 않은 것이 실패를 의미하는 것은 아니라는 사실이다. 

페니실린을 발견한 플레밍의 예에서 보는 것처럼 실패를 통해 더 중요한 발견이 이루어질 수도 있고 그렇지 않더라도 우리는 실패하지 않았으면 결코 얻을 수 없었을 많은 경험을 축적하게 된다. 그래서 훌륭한 과학자라면 실패한 실험이라도 항상 실험노트에 자세히 기록해 놓는 습관을 가져야 하는 것이다.

로버트 보일(Robert Boyle, 1627-1691)은 최후의 연금술사이자 최초의 화학자라고 할 수 있다. 보일은 모든 이론은 실험으로 검증되어야만 의미가 있다고 주장했다. 보일은 물질이 원자로 이루어져 있다고 믿었으며, 실험을 통해 물, 흙, 불, 공기는 원소가 아님을 증명했다. 특히 1661년에 출판된 ‘회의적인 화학자 (The Sceptical Chymist)’라는 그의 책에서 보일은 화학을 과학적인 방법으로 물질을 탐구하는 학문으로 정의함으로써 연금술과의 결별을 선언하였다.

화학의 발전에 결정적인 기여를 한 두 사람을 더 살펴볼 필요가 있다. 화학의 혁명자라고 불리는 라부아지에 (Antoine Lausent Lavoisier, 1743-1794)는 연소는 연료가 공기 중의 산소와 화합하는 현상임을 입증하여 오랜 기간 동안 진실로 받아들여져 왔던 고전적 연소 이론인 플로지스톤설을 과학적 방법으로 타파하였고, 화학 반응에서 반응 전후의 질량의 총합은 서로 같다는 '질량 보존의 법칙'을 실험을 통해 증명함으로써 화학 반응을 정량적으로 다루는 새로운 길을 열었다. 


또 한 사람 멘델레예프 (Dmitrii Ivanovich Mendeleev, 1834-1907)는 원소들의 주기적인 성질을 파악하고 주기율표를 고안함으로써 화학의 발전에 중요한 기여를 하였다. 주기율표는 원소들의 특성을 예측하고 새로운 원소를 발견하는데 지대한 공헌을 하였으며 이후에 주기율표의 주기성이 바로 전자배치의 주기성으로부터 비롯된다는 사실이 밝혀짐에 따라 그 중요성이 더욱 높아지게 되었다.







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