로타르 마이어: 주기율을 발견한 또 다른 인물

1869년 드미트리 멘델레예프가 주기율표를 발표했다. 몇 달 후 로타르 마이어도 자신의 주기율표를 발표했는데, 이는 독자적으로 도달한 결과였으며 물리적 측정에 기반했으나 포괄적인 발표로서는 너무 늦었다. 마이어는 러시아인인 멘델레예프의 우선권을 불만 없이 인정했고, 1882년 왕립학회는 그들에게 데이비 메달을 공동 수여했다. 역사는 왕립학회만큼 공정하지 않았지만, 주기율에는 두 명의 발견자가 있었고 그중 한 명은 혈액을 통해 화학에 다다른 독일의 의사였다.

의사의 아들

마이어는 1830년 8월 19일 올덴부르크 공국의 파렐에서 의사 프리드리히 아우구스트 마이어와 안나 비어만의 아들로 태어났다. 올덴부르크의 알테스 김나지움에서 교육을 받았고, 의사의 아들로서 기대된 대로 의학의 길로 들어섰다.

그의 훈련 과정은 19세기 독일 과학의 절정기를 둘러보는 투어와 같다. 1851년부터 취리히 대학에서 위대한 생리학자 카를 루트비히 밑에서 의학을 공부했다. 1853년부터 뷔르츠부르크에서는 세포병리학의 창시자 루돌프 피르호 밑에서 병리학을 공부했다. 하이델베르크에서는 화학 강좌를 맡고 있던 로베르트 분젠 밑에서 일했는데, 바로 그가 마이어를 화학으로 이끌었다. 1858년 마이어는 일산화탄소가 혈액에 미치는 영향에 관한 논문으로 브레슬라우 대학에서 화학 박사 학위를 받았다. 만족하지 못한 그는 이후 쾨니히스베르크로 가서 프란츠 에른스트 노이만 밑에서 수리물리학을 공부했으며, 구스타프 키르히호프도 그에게 영향을 주었다.

이 조합이야말로 그가 나중에 한 모든 일의 핵심이다. 마이어는 생리학, 병리학, 화학, 수리물리학 훈련을 받은 의사였으며, 물리학자처럼 원소에 접근했다. 즉, 측정 가능하고 도표화할 수 있는 양을 찾은 것이다.

산소와 헤모글로빈

의학 훈련은 즉시 결실을 보았다. 마이어는 산소가 혈액 내 헤모글로빈과 결합한다는 사실을 인식했다. 이는 호흡을 모호한 생명 과정에서 기체와 혈액 내 물질 간의 특정 화학적 결합으로 바꾸는 통찰이었다. 이는 생리학적 화학의 초석 중 하나로 남아 있으며, 아직 서른이 되지 않은 청년의 업적이었다.

1864년의 저서

1859년 교수 자격을 취득한 후 마이어는 브레슬라우에서 물리학 및 화학 사강사가 되었다. 5년 후 그는 명성을 안겨준 저서 《현대 화학 이론》(Die modernen Theorien der Chemie)을 출판했는데, 여기에는 원자가에 따라 6개의 족으로 분류된 28개의 원소로 구성된 초기 주기율표가 포함되어 있었다.

그 의미는 멀리서 보면 간과하기 쉽다. 1864년의 화학계에는 긴 원소 목록은 있었지만, 그것들을 정리할 수 있는 공인된 원칙은 없었다. 마이어의 표는 중요한 속성에 따라 원소를 체계적으로 분류하고, 그 분류가 물질에 대한 실제적인 무언가를 드러낸다고 주장한 진정한 첫 번째 시도였다.

원자 부피

그의 가장 독창적인 기여는 그래픽적인 것이었다. 마이어는 원자량을 함수로 하여 원자 부피의 꺾은선 그래프를 그렸고, 그 결과 곡선은 일련의 산과 골짜기를 그렸다. 한 장의 종이에 그려진 이것이야말로 원소의 주기성이었다. 그것은 주장된 것도, 화학적 유추에서 추론된 것도 아닌 눈에 보이는 것이었다. 그것은 주기율을 분류 체계에서 설명을 요구하는 물리적 사실로 바꾸었으며, 그 곡선을 본 사람은 누구도 그 패턴을 우연으로 쉽게 치부할 수 없었다.

마이어는 계속해서 개정했다. 1864년의 표는 수평으로 배치되었으나, 1870년의 추가 버전은 수직으로 배치되었고 각 계열은 알칼리 토금속 그룹의 원소로 적절하게 끝났다.

몇 달 차이로 패배

그 더 완전한 버전이 등장했을 때 멘델레예프는 이미 발표한 상태였다. 두 사람은 완전히 독립적으로 작업하여 실질적으로 같은 법칙에 도달했으며, 마이어는 멘델레예프의 우선권을 인정하며 그렇게 말했다.

그러나 그들 사이에는 현실적인 차이가 있었고, 그것이 명성의 차이를 설명한다. 멘델레예프는 자신의 표를 예언의 영역으로 밀어붙여 미발견 원소를 강조하고 그들이 가질 성질을 기술했다. 마이어는 그렇지 않았다. 그는 미지의 원소에 대한 예측을 강조하거나 그럴듯한 특성을 상세히 기술하지 않았다. 그는 패턴을 확립했고 그것을 패턴으로 그대로 두는 것에 만족했다. 예측이야말로 과학적 법칙을 유명하게 만드는 것이며, 멘델레예프의 이름이 법칙에 남아 있는 이유가 바로 그것이다.

적어도 왕립학회는 쇼맨십이 아닌 업적을 평가했다. 1882년 주기율에 관한 그들의 업적을 인정하여 마이어와 멘델레예프에게 공동으로 데이비 메달을 수여했다.

벤젠과 강좌

마이어의 경력은 꾸준히 상승했다. 1866년 에베르스발데 임업 아카데미 직책, 1868년 카를스루에 공과대학 교수직, 그리고 1876년 튀빙겐 대학 화학 강좌를 맡아 평생 유지했다. 1866년 요한나 볼크만과 결혼했다.

그는 또한 종종 간과되는 두 번째 구조적 기여도 했다. 1872년 마이어는 벤젠 고리의 6개 탄소 원자가 단일 결합으로만 서로 연결되어 있으며, 각 탄소 원자의 제4 원자가가 고리 안쪽을 향하고 있다고 처음으로 시사했다. 이는 고리의 나머지 결합 능력을 특정 원자 간의 고정된 결합에서 떼어내어 구조 전체로 옮기는 제안이었으며, 특정 모델을 넘어 살아남은 방향족 분자에 대한 사고방식이었다.

튀빙겐, 1895년

로타르 마이어는 1895년 4월 11일 뇌졸중으로 튀빙겐에서 64세의 나이로 사망했다. 1983년 주기율에 관한 그의 업적을 기려 새로 식별된 광물이 로타르마이어석(lotharmeyerite)으로 명명되었다. 이는 멘델레예프와 같은 위대한 패턴을 발견하고, 더 아름답게 그렸으며, 몇 달 늦게 그것을 소리 내어 말한 한 남자를 위한 소박한 기념비이다.