원자는 서로 어떻게 붙어 있을까?

그때 그곳

화학자들은 원자들이 어떤 비율로 결합하는지는 알고 있었습니다. 탄소는 팔이 넷, 산소는 둘, 수소는 하나. 하지만 왜 그런지는 몰랐습니다. 규칙만 있고 이유가 없었죠.

왜 이 질문이었나

양자역학이 나오면서 원자 안의 전자가 어떻게 분포하는지를 계산할 수 있게 되었습니다.

폴링이 한 일은 이 물리학의 도구를 화학으로 가져오는 것이었습니다. 결합을 규칙이 아니라 전자의 문제로 다시 보는 것이죠.

알아낸 것

그가 밝힌 것 가운데 하나는 전자 궤도들이 서로 섞여 새로운 모양의 궤도를 만든다는 것이었습니다.

탄소의 경우 이렇게 섞인 궤도 네 개가 정사면체의 꼭짓점 방향으로 뻗습니다. 그래서 탄소가 만드는 분자들이 평면이 아니라 입체가 되고, 생명의 분자들이 그런 3차원 구조를 갖게 됩니다.

그는 또 결합이 완전히 한쪽으로 치우친 것과 완전히 나눠 가진 것 사이의 연속선 위에 있다는 것을 보이고, 그 위치를 숫자로 매길 방법을 만들었습니다.

그다음 그는 이 도구를 생명으로 돌렸습니다. 종이에 원자의 크기와 결합 각도를 정확한 축척으로 그린 뒤 접어가며, 단백질 사슬이 어떤 모양으로 감기는지를 찾아냈습니다.

이 카드에 나온 말

화학결합