주기율표 마지막 4개 원소 11월 공식 이름으로 지정

지난 8일 국제순수·응용화학연합(IUPAC)은 원소 주기율표의 마지막 비어 있는 4개의 공간인 113, 115, 117, 118번 원소의 이름이 각각 니호늄(Nh), 모스코븀(Mc), 테네신(Ts), 오가네손(Og)으로 제안됐다고 발표했다. 이번에 제안된 원소의 이름은 5개월 동안 관련 연구자들의 의견을 들은 뒤 이견이 없으면 올해 11월 8일 공식 명칭으로 결정돼 전 세계 과학교과서에 실리게 된다.

미국과 러시아, 일본 연구진이 서로 자신들이 먼저 발견했다고 주장한 113번 원소 니호늄은 2004년 모리타 고스케 일본 이화학연구소(니켄) 그룹장 겸 규슈대 교수가 30번 원소 아연(Zn) 원자핵을 83번 원소인 비스무트(Bi)에 충돌시켜 만든 것으로 존재시간이 0.000344초에 불과하고 동위원소만도 6개나 돼 검증에 시간이 오래 걸렸다.
　115번 원소는 러시아 핵연구공동연구소(JINR)의 중이온가속기가 설치된 러시아 수도 모스크바의 이름을 따서 모스코븀으로 명명됐고, 117번 원소는 연구에 참여한 미국 오크리지 국립연구소, 밴더빌트대, 테네시대가 위치한 테네시주에 착안해 테네신이라고 이름 붙였다. 테네신은 지금까지 알려진 118개의 원소 중 가장 질량이 큰 원소로 밝혀졌다.

미국 로런스리버모어 국립연구소와 러시아 JINR의 공동 연구로 만들어진 118번 원소는 연구진 리더인 유리 오가네시안 교수의 이름을 따 오가네손으로 불리게 됐다. 오가네손은 살아 있는 과학자의 이름을 따서 원소 이름이 지어진 두 번째 사례로, 첫 번째는 106번 원소 시보귬(Sg)으로 원소를 합성 및 발견한 미국 로런스버클리 국립연구소 글렌 시보그(1912~1999) 박사의 이름을 따서 지었다.
　이번에 명명된 113번과 115번 사이에 있는 114번 원소인 플레로븀(Fl)은 1998년 러시아 JINR에서 처음 만들어진 인공원소로 94번 원소 플루토늄(Pu)과 20번 원소 칼슘(Ca)을 충돌해 생성됐다. 116번 원소인 리버므륨(Lv)도 2000년 러시아 JINR과 미국 로렌스리버모어 연구소에서 공동으로 만들어진 원소로 96번 원소 퀴륨(Cm)과 칼슘(Ca)을 충돌시켜 만들어졌다.
　새로운 원소를 발견할 경우 발견한 국가나 발견자가 이름을 짓도록 돼 있다. 현재 주기율표 118개의 원소 중 나라 이름이 붙은 것은 31번 갈륨(Ga·프랑스의 옛 라틴어 이름인 갈리아), 32번 저마늄(Ge·독일), 44번 루테늄(Ru·러시아), 84번 폴로늄(Po·폴란드), 87번 프랑슘(Fr·프랑스), 95번 아메리슘(Am·미국)이다. 주기율표에 이름을 올리는 것은 노벨과학상 수상에 버금가는 영광으로 받아들이고 있다.
　과학자들 특히 현대 화학자들은 세상의 모든 물질은 원소로 이뤄져 있다고 본다. 화학책을 한 번이라도 본 사람은 누구나 알고 있는 주기율표는 이런 화학자들의 세계관을 바탕으로 원소들을 원자번호 순서와 반복되는 화학적 성질에 따라 배열한 표다. 현재까지 알려진 원소는 총 118개로 자연계에 존재하는 원소는 92종, 나머지 26종은 인공적으로 만든 것이다.
　주기율표는 1869년 러시아의 화학자 멘델레예프(1834~1907)가 처음 만든 것으로 알려져 있지만 그 이전에도 원소들을 성질에 따라 배열한 ‘원시 주기율표’는 있었다. 멘델레예프의 주기율표가 중요한 것은 여러 원소들의 알려진 원자량을 원소 성질에 따라 제대로 배열했을 뿐만 아니라 당시 알려지지 않은 여러 원소들의 원자량과 성질까지 정확하게 예측했기 때문이다.
　이덕환 서강대 화학과 교수는 “화학은 물질의 물성과 변환, 분석, 합성을 다루는 학문인데 이는 주기율표를 바탕으로 하고 있다”며 “주기율표는 물질의 화학적 성질을 알려주는 ‘보물지도’로 우리나라 중고등학교에서는 아직도 원소 이름을 외우는 것에만 집중하고 있는데 그보다 주기율표를 통해 나타나는 자연의 오묘한 규칙성을 이해하는 것이 더 중요하다”고 설명했다.
　현재도 많은 과학자가 주기율표를 채우기 위해 인공원소를 만드는 연구에 뛰어들고 있다. 미국 로런스버클리 연구소와 러시아 JINR, 독일 중이온연구회의 3파전이던 것이 20세기 말부터는 일본 리켄도 투자를 늘리면서 4파전으로 바뀌고 있다. 우리나라도 기초과학연구원(IBS)에서 중이온가속기 건설을 추진하고 있어 2022년 본가동이 시작되면 인공원소 연구에 본격적으로 뛰어들게 될 전망이다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr