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어느 화학자의 꿈
작성자 주재석 등록일 22.03.02 조회수 16
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  건축학도로부터 화학 교수가 된 프리드리히 아우구스트 케쿨레(Friedrich August Kekule, 1829-96)는 또한 백일몽에 열중한 사람이기도 했다. 케쿨레는 1829년 독일 다름슈타트에서 태어나서 고등학교를 졸업한 다음 대학에서 건축 공부를 시작했으나 곧 화학으로 바꾸었다. 훨씬 뒤에 이르러 그는 원자가 어떤 모양으로 연결되어 분자를 만드는가 하는 문제로 인해서 세계적으로 유명해졌다. 젊었을 때 건축에 흥미를 느꼈던 것이 그에게 분자의 구조를 연구할 마음을 일으키게 했는지도 모른다.

 

 

   케쿨레와 화학결합

 

 

   19세기의 중엽에 이르러 화학자들은 각 원소에 그것이 결합하는 힘을 나타내는 수, 즉 원자가(原子價)를 할당하였다. 이를테면 수소에는 결합력의 1단위를 주고, 산소에는 2단위, 질소에는 3단위, 탄소에는 4단위를 부여했다. 케쿨레는 이런 연구의 선두에 섰던 한 사람으로서 원자를 표시하는데 다음에 나타낸 것과 같은 작은 그림을 사용하였다. (이것들은 케쿨레의 소시지라고 불린다).

  

  그는 이들 원자의 그림을 조합시켜서 분자를 나타냈다. 예를 들면 이산화탄소의 분자를 제일 아래쪽 그림처럼 나타냈다. 그러나 대부분의 화학자는 더 간단한 표시법을 택하여 원자의 결합을 짧은 선으로 표시했다. 예를 들면 메탄, 클로로폼, 이산화탄소를 이 방법으로 표시하면 다음과 같은 구조식이 된다. 각 원소 기호에 붙인 선의 수는 그것이 갖는 결합력의 단위의 수와 같다.

 

케쿨레는 에탄 분자와 같이 탄소 원자를 두 개 포함하고 있는 분자의 구조를 그리는데 매우 곤란을 느꼈다. 에탄 분자는 탄소 2원자와 수소 6원자를 포함하고 있다. 그러므로 그 구조 속에 탄소 원자가 갖는 결합선은 합쳐 8(4×2)를 적지 않으면 안 되는데 수소의 결합선은 모두 6개 밖에 없다.

   그는 대담하게 문제에 맞붙었다. 그 자신의 말을 빌리면 분자는 가장 간단한, 따라서 가장 일반적인 모양의 구조로 되어 있다고 가정했다. 그러므로 에탄 분자의 구조는 다음과 같이 쓸 수 있게 된다.

 

  2개의 탄소 원자를 잇는 결합선은 탄소 원자가 1개씩 제공하여 만들고 있음을 알고 있을 것이다.

 

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