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화학 29, 러더포드로 돌아가기

철학과 2022. 5. 14. 05:50

마침내 서랍을 열었을 때, 그는 우라늄 결정체에 의해 사진 판에 만들어진 이미지를 발견하고는 비록 햇빛이 그들에게 닿지 않았음에도 불구하고 놀랐습니다. 이것은 인산염의 과정과 상관 없이, 우라늄 소금이 자기 자신의 광선을 방출하고 있다는 것을 명백히 시사했다. Becquerel은 일부 물질에서 원자 핵의 자연적인 붕괴가 강력한 힘을 생산하고, 어떤 경우에는 위험한 이온화를 만들어 내는 자연 과정인 방사능을 발견했다. 몇년 후에 이 현상을 '방사능'이라고 부르게 된 것은 마리 퀴리였다.
이 실험들과 엑스 레이 사이의 추정된 연결은 부정확한 것으로 밝혀졌다. Becquerel은 엑스 레이와 인광 사이의 어떤 연결도 찾지 못 했습니다. 사실, 엑스 레이는 이러한 실험에 포함되지 않았지만, 그는 한가지 이상의 면에서 엄청난 중요성을 지닌 현상을 발견했습니다. 첫째, 방사능은 물질과 방사능을 탐사하는 초기의 중요한 단계였고, 둘째, 그것은 간접적으로 핵무기 개발로 이어지는 것이었다.
1911년 경, 러더포드는 원자 핵에 대한 전하가 원자 산란 실험의 결과를 분석한 후 관련 원자의 무게의 약 절반 또는 Z:A92라는 결론에 도달했다. 이 결론은 전혀 다른 경로를 통해 X선 실험을 통해 도달한 옥스포드 물리학자 찰스 바클라에 의해 지지를 받았다.
한편 네덜란드의 경제학자 안톤 판 데 브로엑이 멘델레 예프의 주기율 표를 수정할 수 있는지에 대해 고심하고 있었습니다. 1907년에 그는 120개의 원소를 포함하는 새로운 표를 제안했다. 하지만 이 원소들 중 많은 원소들은 빈 공간으로 남아 있었다. 상당수의 빈 공간들이 원소 상태가 여전히 문제가 되고 있는 새롭게 발견된 물질들에 의해 차지되었다. 그들은 토륨의 방출, 우라늄 X(우라늄의 알려지지 않은 붕괴 산물), 그단협 2(가돌 리늄의 부식 생성물)및 그 밖의 많은 새로운 종을 포함했다.
하지만 반 덴 브로옥의 작품에서 정말로 신기한 점은 모든 원소들이 두개의 원자 무게 단위를 가진 헬륨 원자의 절반으로 구성된 '알파'라고 이름 지은 입자의 합성물이라는 제안이었다. 1911년에 그는 알파에 대한 언급을 생략하고 원자 무게의 두 단위로 다른 요소에 대한 개념을 유지하는 추가 논문을 발표했다. 런던의 네이처 지에 보낸 20줄짜리 편지에서, 그는 '가능한 원소의 수는 가능한 영구 전하의 수와 같다'고 써서 원자 번호 개념을 한 걸음 더 나아 갔다.
반 덴 브로크 박사는 원자에 대한 원자의 원자 질량이 원자 질량의 절반이고 연속적인 원소의 원자 질량이 2단계 방식으로 증가했기 때문에 원자 폭탄은 주기율 표에 원소의 위치를 정의했다고 주장했다. 즉, 주기율 표의 각 연속 원소는 이전 원소보다 1배 더 큰 핵전력을 가질 것이다.
1913년에 출판된 더 많은 기사는 수소 원자와 다수 전자 원자의 전자적 구성에 대한 유명한 3부작 논문에서 반 덴 브로엑을 인용해 주목을 끌었다. 같은 해에 반 덴 브로엑은 또 다른 논문을 썼는데, 이번에는 각 원자의 일련 번호와 각 원자의 전하를 명시적으로 연결했습니다. 좀 더 중요한 것은, 그가 이 일련 번호를 원자의 무게에서 분리했다는 것이다. 이 획기적인 출판물은 소디와 러더포드를 포함한 그 분야의 많은 전문가들에 의해 칭송되었다. 그들 모두는 아마추어 판 데 브로크만큼 그 상황을 명확하게 보지 못 했다.
모즐리
비록 아마추어가 원자 번호라는 개념에 도달하는데 전문가들을 당황시켰지만, 그는 이 새로운 양을 만드는 임무를 완수하지 못 했다. 그것을 완성한 사람은 거의 변함 없이 원자 번호의 발견에 대한 공로를 인정 받은 영국의 물리학자 헨리 모즐리였는데, 그는 26세의 나이로 1차 세계 대전에서 사망했습니다. 그의 명성은 단지 실험적으로 원자 번호가 원자의 무게보다는 원소들을 위한 더 나은 질서 원칙임을 확인한 두개의 논문에 달려 있다. 이 연구는 또한 다른 사람들에게 자연 발생 원소들의 한계 사이에서 발견을 아직도 기다리고 있는 원소들의 수를 결정할 수 있게 해 주었기 때문에 중요하다.