원소를 늘어놓으면 왜 무늬가 보이나 — 빈칸을 남긴 사람

무거운 순서로 세워 보니

여러 사람이 같은 것을 해봤습니다. 원소를 가벼운 것부터 무거운 것까지 한 줄로 세우는 것입니다. 그러자 이상한 일이 보였습니다. 성질이 되풀이됐습니다.

3번째 원소는 물에 던지면 폭발합니다. 그 뒤로 여덟 걸음 가면 11번째, 또 물에 던지면 폭발합니다. 또 여덟 걸음, 19번째, 똑같습니다. 마치 노래의 후렴처럼, 일정한 걸음마다 비슷한 것이 돌아왔습니다.

도구 원자에서 주기율표까지 — 쌀 한 톨에서 118개의 표로 원자를 축구장만 하게 키워 쌀 한 톨짜리 원자핵까지 들어가 보고, 양성자·중성자·전자를 하나씩 바꿔 수소가 중수소가 되고 헬륨이 되는 것을 보고, 원소마다 손이 몇 개인지로 물과 소금이 왜 그렇게 생겼는지 봅니다. 그다음 한 줄을 접어 표를 만들고 노래로 118개를 훑습니다.

딱 맞지 않는 자리

그런데 문제가 있었습니다. 어떤 자리에 가면 후렴이 어긋났습니다. 여덟 걸음째 와야 할 성질이 아홉 걸음째 왔습니다. 다른 사람들은 여기서 멈추거나, 억지로 끼워 맞췄습니다.

러시아의 한 교사는 다르게 했습니다. 어긋나는 자리를 빈칸으로 비워 두었습니다. 노래가 틀린 게 아니라 아직 못 찾은 원소가 거기 있는 거라고요. 그리고 더 나갔습니다. 그 빈칸에 들어올 원소가 얼마나 무거울지, 어떤 성질일지를 미리 적어 두었습니다.

15년 안에 셋이 발견됐습니다. 미리 적어둔 것과 거의 맞았습니다. 한번은 발견한 사람이 잰 값이 예측과 달랐는데, 그가 편지를 보내 다시 재보라고 했습니다. 다시 재니 예측 쪽이 맞았습니다.

여기부터 조금 더

왜 하필 여덟 걸음인가

그는 왜 되풀이되는지는 몰랐습니다. 이유는 50년 뒤에 나옵니다. 2편 끝에서 원자 안에 더 작은 것들이 있다고 했죠. 그중 전자가 원자 바깥쪽에 층층이 앉는데, 한 층에 앉을 수 있는 수가 정해져 있습니다. 첫 층은 둘, 다음 층은 여덟.

화학 반응은 맨 바깥층 전자가 하는 일입니다. 바깥층에 전자가 하나뿐인 원소들은 그 하나를 쉽게 내주려 해서 물에서 폭발하고, 바깥층이 꽉 찬 원소들은 줄 것도 받을 것도 없어 아무와도 안 어울립니다. 여덟 걸음마다 바깥층이 다시 비고 다시 차니, 성질도 여덟 걸음마다 돌아옵니다.

원소 도구의 두 번째 판이 정확히 이것을 보여줍니다. 원자번호를 올리면 전자가 한 명씩 앉고, 층이 차면 줄이 바뀝니다. 2·8·8·18이라는 이상한 숫자가 거기서 나옵니다.

바깥층 전자가 '내주고 받는다'고 했습니다. 그것이 다음 편입니다. 원자는 서로 어떻게 붙어 있을까요.

남은 질문빈칸을 남긴다는 것은 규칙을 눈앞의 사실보다 더 믿는 일입니다. 그 믿음이 틀리는 때는 어떻게 알아볼까요?