원소, 화학과 물리학 그 경계의 학문

이 책에서는 애매한 뜻으로 쓰이기 때문에 알듯 말듯 한 원소의 뜻을 이해하기 쉽게 알려준다. 이어 주기율표의 형성과 개정에 대해 시대를 좇아 해설함과 더불어 원자구조와 주기율을 자세히 설명하였다.
원자구조를 자세히 설명하려 하면 기호가 많이 나와 이해하기 어렵기 때문에 보통 그 결과만 표시되는데, 이 책에서는 이해하기 어려운 것을 설명하려 시도하였다. 이어 핵물리학과 핵화학의 발전에 따른 원소의 발견, 특히 인공 원소, 초우라늄에 관해 얘기하였다. 그중에서도 1930년대의 테크네튬의 발견에서 넵투늄의 발견에 이르는 논문을 바탕으로 흥미로운 줄거리로 재구성하였다.
끝으로 초중원소, 안정핵에서 떨어져 나간 핵종, 에키조틱 아톰 등의 화제도 살펴보았다.

오사카 출생, 오사카대학 이학부 물리학과 졸, 오사카대학 산업과학연구소 조교수, 코펜하겐 닐스 보어연구소에서 연구.

머리말

제1장 원소란 무엇인가?
원소는 몇 개 있는가?
초우라늄 원소 발견 경쟁
악명 높은 중금속
주기율표를 보는 법
원소를 다시 생각한다

제2장 원자와 원소
물질을 구성하는 것
친근한 소립자―전자
양성자와 중성자
원자의 구성
속이 텅 빈 원자
핵종이라는 새로운 이름
원소란?

제3장 분자와 결정
분자의 종류는 무한!
공유결합이라는 결합력
온결합과 금속결합
원자의 결합―원자가
화학반응이란?

제4장 주기율표의 발견
원소의 발견
돌턴의 원자론
베르셀리우스의 원자량 표
원소를 분류한다
주기율표의 발견
멘델레예프의 예언
기술의 발전과 원소의 발견
희유기체의 발견
라듐의 발견
주기율표의 수수께끼
모즐리의 법칙
주기율표의 완성

제5장 주기율표와 원자의 구조
단주기와 장주기
희유기체, 알칼리에서 전이금속까지―화학적 성질
귀금속에서 할로겐까지―화학적 성질
수소 원자의 스펙트럼
러더퍼드의 원자구조
수소 원자의 구조
스펙트럼선은 한 가닥 선이 아니다
제이만 효과가 뜻하는 것
원자의 구조
화학적인 활성을 좌우하는 이온화 에너지
주기율표와 전자 궤도

제6장 원자를 보려는 노력
원자는 실재하는가?
X선으로 원자 간의 거리를 잰다
분자운동을 나타내는 브라운 운동
이온을 입자로 본다
정렬한 원자의 그늘을 보는 전계이온현미경
전자현미경의 한계는 3옹스트롬
원자 수를 헤아린다

제7장 원자의 질량을 측정한다
원자질량은 양성자, 중성자, 전자의 합보다 작다
결합 에너지―음의 질량
전자기장, 자기장 중의 이온운동
놀랄 만한 정밀도를 가진 질량분석기
원자량과 원자질량의 차이
동위원소의 존재비율은 불변

제8장 원자의 붕괴
방사능의 정체는?
원자가 깨진다―원자붕괴설
헬륨이 튀어나간다―알파붕괴
베타붕괴에 의해 원자번호가 하나 변한다
사람 몸속에 있는 방사성 핵종
현대의 연금술―원자핵반응의 발견
최초의 인공 방사성 핵종
중성자가 방사성 동위원소를 만든다
원자가 둘로 쪼개진다―핵분열

제9장 인공 원소의 창조
조금밖에 만들어지지 않는 인공 방사성 핵종
방사성 핵종을 생산하는 사이클로트론
원자로도 방사성 핵종 제조기
최초의 인공 원소―테크네튬
‘불안정’한 원소―아스타틴
마지막 빈칸이 채워졌다!
테크네튬과 프로메튬은 왜 천연으로 존재하지 않는가?

제10장 초우라늄 원소의 발견
93번 원소로 세 번의 노벨상
우라늄 239는 어디로 가나?
아깝게 넵투늄의 발견을 놓친 세그레
플루토늄의 발견
아메리슘과 퀴륨
버클륨과 칼리포르늄
비키니 수소 폭탄 실험에서 발견된 99, 100번 원소
100만 분의 1마이크로그램을 바탕으로
너무 일렀던 노벨륨의 명명
자연으로 핵분열한다―자발핵분열
105번, 106번 원소를 둘러싼 미소 경쟁
초우라늄은 천연으로 존재하는가?

제11장 원소의 한계―초중원소
초우라늄 원소는 어디까지 계속되는가?
매직수와 변형핵
환상의 초중원소
초중핵종의 반감기
초중원소는 천연으로 존재하는가?
초중원소의 흔적을 찾는다
초중핵종은 만들 수 있는가?
우라늄과 우라늄을 충돌시킨다!
초중원소는 환상인가?

제12장 새로운 핵종을 찾아서
핵종의 한계
핵종 수는 4,000에서 5,000
안정핵종에서 떨어진 핵종의 성질
안정핵종에서 떨어진 핵종을 어떻게 만드는가?
핵종 결정과 신속 화학 분리법
단수명 핵종을 어떻게 결정하는가?

제13장 에키조틱 아톰
하루살이 원자
질량수 0인 포지트로늄
100만 분의 2초의 수명을 가진 뮤오늄
전자를 대신하여 분자도 만드는 뮤입자
파이중간자 원자