도서 소개

전 세계 10개국 5만 부 판매. 『주기율표: 연금술에서 핵의 시대까지, 원소 대백과사전』은 118가지 원소의 역사를 ‘발견 순서’에 따라 살펴보는 DK 비주얼 과학 대백과사전이다.

책은 원자, 전자 오비탈, 주기와 족, 원소의 기원과 존재 비율, 화학 결합, 방사성 붕괴 등 주기율표를 이해하기 위한 기본 개념에서 출발한다. 선사 시대 금속의 발견, 연금술사의 꿈, 근대 화학의 탄생, 핵물리학과 입자 가속기가 만든 인공 원소까지 폭넓게 다룬다.

각각의 원소는 발견 과정, 원자 구조, 물리적·화학적 성질, 자연 속 존재 형태, 산업적 쓰임, 인체와 문명에 미친 영향까지 함께 정리되어 있다. 미국 스미스소니언 박물관과의 협업을 통해 선정한 고화질 근접 사진 550장과 DK의 도판·인포그래픽 300점이 수록되었다.

  출판사 리뷰

“주기율표는 더 이상 교실 벽에 붙은 표가 아니다. 그것은 인간이 우주를 이해하려고 써 내려간 가장 찬란한 이야기의 지도다.”
-이정모(과학 저술가, 펭귄각종과학관장)

전 세계 10개국 5만 부 판매
한눈으로 살펴보는 화학 왕국의 지도

1869년, 화학자 멘델레예프는 당시까지 발견된 원소 56개로 화학사상 가장 위대하고 아름다운 표를 만들었다. 그 표에는 나중에 발견될 원소에 대비해 빈칸이 남겨져 있었다. 그 뒤를 이은 원소 탐험가들이 그 빈칸을 채워 이제 우리는 118개의 원소로 이루어진 주기율표를 가지게 되었다. 새로운 원소를 찾기 위한 탐색은 지금도 계속되고 있다. ―본문에서

우리가 마시는 물, 숨 쉬는 공기, 손에 쥔 스마트폰, 몸속을 흐르는 피, 밤하늘의 별과 지구 깊은 곳의 암석은 모두 원소로 이루어져 있다. 이번에 ㈜사이언스북스에서 출간된 『주기율표: 연금술에서 핵의 시대까지, 원소 대백과사전(The Periodic Table)』은 원소 기호와 숫자로만 보이던 주기율표를 인류 문명의 역사와 우주의 이야기로 되돌려 놓는다. 선사 시대 금속의 발견, 연금술사의 꿈, 근대 화학의 탄생, 핵물리학과 입자 가속기가 만든 인공 원소까지, 118가지 원소가 품은 발견과 실험의 드라마를 한눈에 펼쳐 볼 수 있다.
주기율표는 화학 교실 벽에 붙은 도표이기 전에, 인간이 세계를 이해하기 위해 만들어 낸 가장 정교한 지도다. 『주기율표: 연금술에서 핵의 시대까지, 원소 대백과사전』은 고대부터 오늘날까지 인류가 발견하고 분리하고 합성해 온 118가지 원소의 역사를 ‘발견 순서’에 따라 살펴보는 DK 비주얼 과학 대백과사전이다. 책은 원자, 전자 오비탈, 주기와 족, 원소의 기원과 존재 비율, 화학 결합, 방사성 붕괴 등 주기율표를 이해하기 위한 기본 개념에서 출발해, 선사 시대부터 알려졌던 탄소, 구리, 납, 금, 철 같은 원소와 과학 혁명·산업 혁명을 거치며 새롭게 분리된 원소들, 그리고 입자 가속기와 핵반응으로 탄생한 인공 원소까지 폭넓게 다룬다. 각각의 원소는 단순한 원자 번호와 기호로만 소개되지 않는다. 발견 과정, 원자 구조, 물리적·화학적 성질, 자연 속 존재 형태, 산업적 쓰임, 인체와 문명에 미친 영향까지 함께 정리되어 있어 독자는 원소 하나하나가 어떻게 세계를 구성하고 현대 문명을 움직이는지 이해하게 된다. 미국 스미스 소니언 박물관과의 협업을 통해 선정한 고화질 근접 사진 550장과 DK 특유의 정교한 도판과 인포그래픽 300점은 보이지 않는 원자의 구조와 물질의 성질을 직관적으로 보여 주며, 주기율표를 암기의 대상이 아니라 읽고 탐험하는 과학의 지도로 바꾸어 놓는다.

연금술사의 실험실에서 입자 가속기까지
원소 발견의 대서사를 추적하는 새로운 화학책

이 책에서는 발견된 순서대로 원소를 소개한다. 흙, 물, 불, 공기라는 고대의 ‘원소’부터 별의 진화 과정에서 합성된 원소와 입자 가속기에서 눈 깜짝할 사이에 만들어지는 새로운 원소까지 아우른다. ―본문에서

『주기율표: 연금술에서 핵의 시대까지, 원소 대백과사전』은 원소를 주기율표의 배열이 아니라 발견의 시간 속에서 읽는 책이다. 먼저 원자와 전자 오비탈, 주기와 족, 화학 결합, 방사성 붕괴 같은 기본 개념을 정리한 뒤, 고대와 연금술 시대, 과학 혁명, 산업 혁명, 원소 분류의 시대, 원자 탐험의 시대, 인공 원소의 시대로 나아간다. 각 장은 당대의 과학 기술과 세계관이 어떻게 새로운 원소의 발견으로 이어졌는지 보여 주며, 원소의 성질과 쓰임이 인류 문명과 어떻게 연결되어 있는지 살펴본다.

1. 「들어가기」
책의 1부에 해당하는 「들어가기」에서는 주기율표를 읽기 위한 기초를 다진다. 화학 원소를 이루는 가장 작은 단위인 원자의 구조, 원자 번호와 질량수, 동위 원소, 양성자·중성자·전자의 관계 등을 설명하고, 전자 껍질과 오비탈이 원소의 물리적·화학적 성질을 결정하는 방식을 보여 준다. 이어 주기율표의 가로줄인 주기와 세로줄인 족이 어떤 의미를 갖는지, 원자 반지름과 전기 음성도, 이온화 에너지 같은 성질이 주기율표의 위치에 따라 어떻게 달라지는지 살펴본다. 또한 대폭발(Big Bang) 이후 최초의 원소인 수소와 헬륨이 형성된 과정과 그 밖의 무거운 원소 대부분이 별의 핵융합과 초신성, 중성자별 병합을 통해 만들어졌다는 우주적 기원을 소개한다. 마지막으로 이온 결합, 화학 반응, 방사성 붕괴 등을 설명하며 원소가 단순히 존재하는 물질이 아니라 끊임없이 결합하고 변화하는 세계의 기본 단위임을 보여 준다.

2. 「고대부터 연금술 시대까지」
인류가 원소를 과학으로 이해하기 전부터 어떻게 활용해 왔는지는 2부 「고대부터 연금술 시대까지」에서 살펴볼 수 있다. 선사 시대의 인류는 열을 이용한 제련 기술을 통해 광석에서 금속을 얻는 방법을 익혔다. 금, 은, 구리, 주석, 납, 철 같은 금속의 발견과 구리와 주석을 합금해 만든 청동은 청동기 시대를 열었고, 채굴과 제련은 문명과 무역, 권력의 흐름을 바꾸어 놓았다. 선사 시대 이후, 근대 화학의 전신인 연금술이 여러 문화에서 행해졌다. 연금술사들의 목표는 값싼 금속을 금으로 바꾸고, 불멸의 묘약과 만병통치약을 찾는 것이었지만 그 과정에서 증류 장치와 무기산, 인의 발견처럼 훗날 화학의 기초가 되는 성과를 남겼다. 탄소, 구리, 납 등 초기 원소들의 발견 일화와 쓰임을 소개하며 원소가 문명사의 물질적 기반이었음을 보여 준다.

3. 「과학 혁명」
16세기부터 17세기까지의 과학 혁명은 천문학과 생물학에 대한 사람들의 인식을 바꿔 놓았다. 3부 「과학 혁명」에서는 18세기에 화학이 연금술의 그림자에서 벗어나 실험과 증거에 기반한 근대 과학으로 자리 잡는 과정을 다룬다. 로버트 보일이 전통적인 4원소설에 도전하고, 조지프 프리스틀리와 카를 빌헬름 셸레가 산소를 분리했으며, 앙투안 라부아지에가 연소를 플로지스톤이 아니라 산소와의 반응으로 설명하면서 화학은 결정적인 전환점을 맞는다. 헨리 캐번디시를 통해 새로운 기체로 확인된 수소, 수소와 산소가 결합해 물을 이룬다는 사실을 통해 물이 단일 원소가 아님을 증명한 라부아지에 등 이 시기에는 니켈, 마그네슘, 질소, 염소, 망가니즈, 우라늄 등 새로운 원소들이 잇따라 발견되었다. 자연을 이루는 물질을 이름 붙이고 분리하고 반응으로 설명하려는 시도가 화학을 독립된 과학으로 성장시킨 것이다.

4. 「산업 혁명」
1803년 존 돌턴은 모든 원소가 더 이상 쪼갤 수 없는 고유한 원자로 이루어져 있다는 근대 원자론을 제안했고, 욘 야콥 베르셀리우스는 오늘날에도 쓰이는 화학 기호 체계를 확립했다. 볼타 전지의 발명은 전기 화학 연구를 가능하게 했고, 험프리 데이비는 전기 분해를 이용해 소듐, 포타슘, 칼슘, 바륨 같은 금속 원소들을 분리했다. 산업 기술과 실험 장비의 발전은 새로운 원소 발견을 폭발적으로 늘렸고, 바나듐, 나이오븀, 탄탈럼, 팔라듐, 세륨, 아이오딘, 셀레늄, 카드뮴, 리튬, 규소, 알루미늄, 브로민 등 다양한 원소가 화학의 목록에 추가되었다. 4부 「산업 혁명」에서는 산업 혁명기에 발견된 원소들의 특성과 활용 방식을 살펴보며 원자론, 화학 기호, 전기 분해, 산업 기술이 결합하면서 원소 연구가 현대 화학의 언어와 체계를 갖추게 되는 과정을 볼 수 있다.

5. 「원소 분류」
「원소 분류」는 1860년부터 1899년까지, 새롭게 발견되는 원소들을 어떻게 체계화할 것인가를 둘러싼 화학자들의 노력을 다룬다. 로베르트 빌헬름 분젠과 구스타프 로베르트 키르히호프는 분광기를 이용해 원소마다 고유한 선 스펙트럼이 있음을 확인했고, 이를 통해 세슘과 루비듐 같은 새로운 원소가 발견되었다. 한편 1860년 독일에서 열린 국제 화학 회의 이후 원자량과 원소 목록에 대한 합의가 이루어지면서 원소를 배열하고 분류하려는 시도가 본격화되었다. 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프는 원자량과 화학적 성질의 반복성을 바탕으로 주기율표를 제안했고, 아직 발견되지 않은 원소를 위해 빈칸을 남겼다. 이후 갈륨, 스칸듐, 저마늄 등이 실제로 발견되며 그의 예측은 입증되었다. 5부 「원소 분류」에서는 세슘, 루비듐, 갈륨, 저마늄, 플루오린, 헬륨, 아르곤, 라돈, 라듐 등 새로운 원소들의 발견 에피소드와 원자 구조, 쓰임을 소개하며 주기율표가 단순한 목록이 아니라 예측 능력을 지닌 과학의 도구로 자리 잡는 과정을 보여 준다.

6. 「주기율표가 형태를 갖추다」
「주기율표가 형태를 갖추다」는 1900년부터 1944년까지, 원자의 내부 구조가 밝혀지면서 주기율표가 지금의 형태로 정교해지는 과정을 다룬다. 20세기 초 핵물리학이 태동하고, 방사능 연구와 분광 기술이 발전하면서 과학자들은 원자핵과 전자의 구조를 탐구하기 시작했다. 헨리 모즐리는 엑스선 실험을 통해 원소의 성질이 원자량이 아니라 원자 번호, 곧 원자핵의 양성자 수와 관련되어 있음을 밝혀냈고, 이는 주기율표 배열의 결정적 근거가 되었다. 이 시기에는 유로퓸, 루테튬, 프로트악티늄, 하프늄, 테크네튬, 레늄, 프랑슘, 아스타틴 같은 원소가 발견되었고, 넵투늄과 플루토늄처럼 우라늄보다 무거운 원소도 합성되기 시작했다. 이 장은 원소를 배열하는 기준이 실험적 성질에서 원자핵의 구조로 이동하는 순간을 포착한다.

7. 「인공 원소」
「인공 원소」는 1944년 이후, 인간이 자연에서 발견하는 것을 넘어 새로운 원소를 만들어 내기 시작한 시대를 다룬다. 핵물리학과 입자 가속기의 발전은 원자핵에 입자를 충돌시켜 더 무거운 원소를 합성할 수 있는 길을 열었다. 제2차 세계 대전의 맨해튼 프로젝트에서 발견된 아메리슘부터 가장 최근에 발견된 원소인 테네신에 이르기까지 이 장에 등장하는 원소들은 대부분 실험실에서 아주 짧은 순간 존재했다가 붕괴하는 성질을 지녔다. 과학자들은 원자핵을 충돌시키고, 방사성 붕괴의 흔적을 분석하며, 존재 시간이 찰나에 불과한 원소의 탄생을 확인한다. 이 장은 주기율표가 완성된 표가 아니라 현재의 찰나의 순간에도 확장되고 있는 과학의 최전선임을 보여 준다.

  작가 소개

지은이 : DK 『주기율표』 편집 위원회
참여 필자빅토리아 앳킨슨(Victoria Atkinson)프리랜서 과학 저술가. 옥스퍼드 대학교에서 유기 화학 박사 학위를 받았고 화학 관련 글을 쓴다. 《케미스트리 월드(Chemistry World)》, 《라이브 사이언스(Live Science)》 등 과학 전문 매체에 최신 연구를 소개하고 대중 과학 도서를 통해 전 연령대 독자와 과학에 대한 열정을 공유한다.레베카 마일햄 Rebecca Mileham런던 임페리얼 칼리지에서 물리학과 과학 커뮤니케이션을 전공하고 런던 과학 박물관에서 10년간 근무했다. 국제 전시 텍스트 작업을 하면서 화학, 물리학, 기술, 문화 등에 관한 현대 과학 서적을 집필한다.폴 보드 Paul Board분석 화학자이자 영국 왕립 화학회 특별 회원. 여러 과학 매체에 기고해 왔으며, 2009년부터 왕립 화학회에서 발행하는 《케미스트리 월드》의 화학 퍼즐 편집을 맡았다.컨설턴트앤디 엑스턴스 Andy Extance6년 반 동안 신약 개발 연구원으로 일하고 전업 과학 저술가가 되었다. 지구 환경, 우주, 음식, 핵융합, 태양 전지, 우리가 냄새를 맡는 방식 등 화학과 관련된 모든 것을 탐구하는 글을 쓴다.칼리 올더쇼 Cally Oldershaw전문 지질학자이자 보석학자, 지구 과학 교육 컨설턴트. 런던 자연사 박물관 보석 큐레이터로 근무했으며 과학 교육 협회 교육 과정 개발 매니저를 지냈다. 영국 보석학 협회와 지구 화학 교사 협회 의장을 역임했다.

  목차

들어가기 10
원자 12 / 전자 오비탈 14 / 주기율표 16 / 주기와 족 18 / 원소의 기원과 존재 비율 20 / 원소는 어떻게 결합하는가 22 / 불안정한 원소 24

고대부터 연금술 시대까지 26
제련과 채굴 28 / 연금술 30 / 탄소 32 / 구리 38 / 납 42 / 금 46 / 철 50 / 은 54 / 황 58 / 주석 62 / 수은 66 / 안티모니 70 / 백금 72 / 아연 74 / 비소 78 / 비스무트 80 / 인 82

과학 혁명 86
과학의 시대 88 / 코발트 90 / 니켈 94 / 마그네슘 98 / 수소 102 / 질소 106 / 산소 110 / 염소 114 / 망가니즈 118 / 몰리브데넘 120 / 텅스텐 122 / 텔루륨 124 / 지르코늄 125 / 우라늄 126 / 스트론튬 130 / 이트륨 131 / 티타늄 132 / 크로뮴 136 / 베릴륨 138

산업 혁명 140
근대 화학의 탄생 142 / 바나듐 144 / 나이오븀 146 / 탄탈럼 147 / 로듐 148 / 오스뮴 149 / 이리듐 150 / 팔라듐 152 / 세륨 154 / 소듐 156 / 포타슘 160 / 칼슘 164 / 바륨 168 / 붕소 170 / 아이오딘 172 / 셀레늄 176 / 카드뮴 178 / 리튬 180 / 규소 184 / 알루미늄 188 / 브로민 192 / 토륨 194 / 란타넘 196 / 에르븀 197 / 터븀 198 / 루테늄 199

원소 분류 200
주기율표의 탄생 202 / 세슘 204 / 루비듐 205 / 탈륨 206 / 인듐 207 / 갈륨 208 / 스칸듐 209 / 홀뮴 210 / 이터븀 211 / 툴륨 212 / 사마륨 213 / 가돌리늄 214 / 디스프로슘 215 / 네오디뮴 216 / 프라세오디뮴 217 / 저마늄 218 / 폴로늄 219 / 플루오린 220 / 헬륨 224 / 아르곤 228 / 크립톤 230 / 네온 232 / 제논 234 / 라돈 236 / 악티늄 238 / 라듐 239

주기율표가 형태를 갖추다 240
원자 탐험 242 / 유로퓸 244 / 루테튬 245 / 프로트악티늄 246 / 하프늄 247 / 테크네튬 248 / 레늄 250 / 프랑슘 251 / 아스타틴 252 / 넵투늄 253 / 플루토늄 254

인공 원소 256
실험실에서 만들어진 원소들 258 / 아메리슘 260 / 퀴륨 262 / 프로메튬 263 / 버클륨 264 / 캘리포늄 265 / 아인슈타이늄 266 / 페르뮴 267 / 멘델레븀 268 / 노벨륨 269 / 로렌슘 270 / 러더포듐 270 / 더브늄 271 / 시보ㅤㄱㅠㅁ 271 / 보륨 272 / 마이트너륨 272 / 하슘 273 / 다름슈타튬 273 / 뢴트게늄 274 / 코페르니슘 274 / 플레로븀 275 / 리버모륨 275 / 모스코븀 276 / 니호늄 276 / 오가네손 277 / 테네신 277

용어 해설 278 / 찾아보기 282 / 감사의 글 288

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