원자와 주기율표
고대의 추측이던 원자가 무게를 갖게 되고, 세상의 모든 원소가 하나의 표로 정리됐다.
돌턴의 원자설
돌턴이 원소마다 고유한 무게의 원자로 이루어지고 정수비로 결합한다는 것을 증거와 함께 제시했다.
아보가드로의 분자 가설
아보가드로가 같은 온도·압력·부피의 기체에는 기체 종류에 상관없이 같은 수의 입자가 들어 있다고 제안했다. '분자' 개념의 탄생이자, 50년 뒤 원자량 혼란을 풀 열쇠였다.
뵐러의 요소 합성
프리드리히 뵐러가 사이안산암모늄을 가열해 유기물 '요소'를 합성했다. 생명력 없이도 유기화합물을 만들 수 있음을 보인 실험으로, 생기론이 무너지기까지 이후 수십 년이 더 걸렸지만 그 출발점으로 꼽힌다.
그레이엄의 기체 확산 법칙
토머스 그레이엄이 기체의 확산 속도가 분자량의 제곱근에 반비례함을 실험으로 밝혔다.
패러데이 전기분해 법칙
마이클 패러데이가 전기분해에서 석출되는 물질의 질량이 흘린 전하량에 정확히 비례함을 두 가지 법칙으로 정리했다.
헤스의 법칙
게르맹 앙리 헤스는 화학 반응의 전체 열량이 반응 경로와 무관하고 초기·최종 상태에만 의존함을 증명했다.
파스퇴르의 분자 키랄성 발견
루이 파스퇴르는 라세미산 결정을 두 거울상으로 손수 분리해 분자가 서로 포개지지 않는 거울상 구조(키랄성)를 가질 수 있음을 처음 증명했다.
카니차로의 원자량 표준화
카니차로가 아보가드로의 분자 가설을 되살려 기체 밀도로 분자량을 결정하는 체계적 방법을 제시해, 화학자들이 쓰는 원자량 표를 통일했다.
분젠·키르히호프의 분광 분석
로베르트 분젠과 구스타프 키르히호프가 프리즘 분광기를 개발하고, 각 원소가 특정 파장의 빛만 방출·흡수한다는 원소 고유의 선 스펙트럼을 발견했다.
케쿨레와 벤젠 육각 고리
케쿨레가 벤젠(C₆H₆)의 탄소 6개가 육각형 고리를 이루는 구조를 제안했다. 직선 사슬이 아닌 '고리'라는 발상이 구조 유기화학의 문을 열었다.
뉴랜즈의 옥타브 법칙
존 뉴랜즈가 원소를 원자량 순으로 나열할 때 여덟 번째 원소마다 첫 원소와 유사한 성질이 나타난다는 '옥타브 법칙'을 발표하여 원소 주기성을 최초로 체계적으로 제안했다.
멘델레예프의 주기율표
멘델레예프가 원소를 무게와 성질로 배열하고 빈칸을 남겨, 아직 발견되지 않은 원소들을 정확히 예측했다.
반데르발스 방정식
요하네스 판데르발스가 분자 간 인력과 분자 자체 부피를 보정 항으로 추가한 실제 기체 상태방정식을 유도하여, 기체·액체·임계현상을 하나의 식으로 기술했다.
깁스 자유에너지
조사이어 윌러드 깁스가 화학 반응의 자발성을 예측하는 자유에너지 함수 ΔG = ΔH − T·ΔS를 제안했다.
아레니우스의 이온화 이론
스반테 아레니우스가 전해질이 물에 녹으면 이온으로 나뉜다는 전리 이론을 제시해 산·염기 개념을 혁신했다.
르샤틀리에 원리
앙리 르샤틀리에가 화학 평형이 외부 조건 변화(온도·압력·농도)를 완화하는 방향으로 이동한다는 원리를 발표했다.
반트호프의 화학 동력학·삼투압 이론
야코뷔스 반트호프가 화학 반응 속도·평형 상수·삼투압을 정량화해 물리화학이라는 분야를 열었다.
라울의 증기 압력 법칙
프랑수아마리 라울이 수백 종의 용액을 측정해 용액의 증기 압력이 순수 용매의 증기 압력에 용매의 몰분율을 곱한 값과 같음을 보였다.
네른스트 방정식
발터 네른스트가 전지의 기전력이 이온 농도와 온도에 따라 어떻게 변하는지를 열역학적으로 유도해 전기화학의 정량 기초를 확립했다.
피셔의 탄수화물 입체화학
에밀 피셔는 포도당 등 단당류의 입체 구조를 체계적으로 결정하고 '피셔 투영식'을 고안해 탄수화물 화학의 기초를 세웠다.
베르너의 배위 화학 이론
알프레트 베르너는 금속 이온이 '배위수'만큼의 리간드를 정해진 기하학적 배치로 결합시킨다는 배위 이론을 제안해 무기 착물의 구조와 이성질체를 설명했다.
비활성 기체 발견
레일리 경과 윌리엄 램지가 아르곤(1894)을 공동 발견하고, 이어 램지가 헬륨(1895)을 분리했으며 모리스 트래버스와 함께 네온·크립톤·제논(1898)을 발견해 주기율표에 0족(비활성 기체족)을 추가했다.
뢴트겐의 X선 발견
뢴트겐이 음극선 실험 중 우연히 물체를 투과하는 미지의 광선을 발견하고 아내 손뼈 사진을 찍어 공개했다. 역사상 최초의 노벨 물리학상(1901년)을 받은 발견이다.
베크렐의 방사선 발견
앙리 베크렐이 우라늄 광석이 빛 없이도 사진 건판을 자연적으로 감광시킨다는 사실을 우연히 발견해 방사능의 존재를 처음 밝혔다.
톰슨과 전자의 발견
J. J. 톰슨이 음극선이 원자보다 1,837배 가벼운 음전하 입자—전자—로 이루어졌음을 증명했다. '쪼갤 수 없는' 원자 안에 더 작은 것이 있다는 첫 번째 증거였다.
하버의 암모니아 합성
프리츠 하버가 고온·고압과 철 촉매를 이용해 대기 중 질소와 수소로부터 암모니아를 연속적으로 합성하는 공정을 처음 실현했다.
밀리컨의 기름방울 실험
로버트 밀리컨이 전기장 속 기름방울을 띄워 전자 하나의 전하량을 정밀 측정했다.
러더퍼드와 원자핵의 발견
러더퍼드가 금박에 알파 입자를 쏘는 실험으로 원자 중심에 작고 무거운 핵이 있음을 밝혔다. 원자 대부분이 텅 빈 공간임을 실험으로 처음 드러낸 순간이었다.
모즐리와 원자번호의 정의
헨리 모즐리가 원소에서 방출되는 X선 주파수를 측정해 원소의 진짜 정체는 원자량이 아니라 핵의 양성자 수(원자번호)임을 밝혔다. 주기율표가 물리학적 법칙 위에 세워졌다.
동위원소 개념 확립
프레더릭 소디가 같은 원소이면서 질량이 다른 원자인 동위원소의 존재를 이론화하고 '동위원소(isotope)'라는 용어를 제안했다.
공유결합 이론
길버트 루이스가 두 원자가 전자쌍을 공유해 결합을 형성한다는 공유결합 모형과 루이스 구조식을 제안했다.
질량분석기 발명과 동위원소 분리
프랜시스 애스턴이 전기장과 자기장을 결합한 질량분석기를 제작해 네온의 동위원소(²⁰Ne·²²Ne)를 물리적으로 분리하고 정수 질량 규칙을 확립했다.