동위원소(isotope) - 원소들의 체질 다양성과 한계성
동위원소(isotope)는 원자번호(양성자수)는 같지만
질량이 다른 즉, 중성자수가 다른 원소입니다.
수소(1H)의 경우 동위원소(1H, 2H, 3H)들은 세가지가 있습니다. 그외 매우 불안정한 동위원소(4H,5H,6H,7H)들은 실험실에서 인공합성된적이 있지만 자연에서는 발견되지 않습니다.
8H, 9H, 10H..... 도 이론적으로는 가능하나 자연에는 물론 인공적으로도 발견된 적은
없으므로 사실상 합성조차 불가능하여 존재하지 않는 수소동위원소로 판단됩니다. 이것은 양성자는 한개인데, 중성자수가 점점 늘어나는 것으로써,
양성자수대비 중성자수가 너무 많아지면 불안정하여 존재할 수 없는 것이 현실입니다. 물론 양성자수대비 중성자수가 너무 적어져도 불안정하여 존재할
수 없습니다.
<그림출처 및 참고문헌 :
위키백과>
질소의 동위원소는 14N, 15N가 있고, 그중 14N가 가장 안정하여 대부분을 차지합니다. 중성자수가 적은 12N, 13N 그리고 중성자수가 많은 16N, 17N는 방사성동위원소들입니다. 12N와 13N는 양전자(+)를 내놓으며 베타+붕괴(β+ 붕괴) 합니다.
16N, 17N는 전자(-)를 내놓으며 베타-붕괴(β- 붕괴) 합니다.
산소의 경우 동위원소 16O가 99.75%, 17O가 0.037%, 18O가 0.204%를 차지합니다. 중성자수가 적은 141O, 15O 그리고 중성자수가 많은 19O는 인공적으로 합성되는 방사성동위원소로써 방사능을 갖고 있어 분열이
됩니다.
동위원소들은 양성자수 대비 중성자수가 적으면 양전자(+)를 내놓으며
베타+붕괴(β+ 붕괴) 하며, 양성자수 대비 중성자수가 많으면 전자(-)를 내놓으며 베타-붕괴(β- 붕괴) 합니다. 따라서 이러한 동위원소들은
방사능이 있고, 중성자수가 너무 적거나 너무 많으면 아예 존재할 수가 없습니다.
원소들은 양성자수가 늘어나면서 그에 걸맞는 중성자수를 가질때 안정합니다.
따라서 원소들은 양성자수가 늘어나면서 중성자수도 같이 늘어나는 패턴으로 존재합니다. 원소들은 처음에는 양성자와 중성자(Z=N)가 서로 같은
비율로 시작하였지만 원자질량이 늘어나면서 점점 중성자들이 더 많아지고 결국에는 원자질량이 많은 원소들은 역시나 불안정하여 대부분이 방사능
원소들입니다. 그리고 더이상 무서운 원소들 즉, 현재 원자번호 118번(원자질량 294)이후의 원소들은 불안정하여 사실상 존재하기가 거의
불가능합니다.
따라서 원소들의 물리적 특성을 결정하는 것은 중성자
수이고, 원소들의 화학적 특성을 결정하는 것은 양성자수 즉, 전자수 입니다. 물리적 특성이라는 것은 안정성과 불안정성이고, 화학적 특성이라는
것은 체질(體質)입니다. 물론 화학적 특성만이 체질이라고는 할 수 없습니다. 체질은 수평적이며 동시에 수직적이기 때문에 물리적 특성과 화학적
특성은 같이 고려되야 합니다. 왜냐하면 방향성과 질서는 공존하는 시스템이기 때문입니다.
<주석(Sn)은 비교적 안정한 동위원소들을 많이
가지고 있는데, 주석은 마법의 수(magic number) 동위원소들이 많다>
원소들이 다양한 동위원소들을 가지고 있다고해도
동워원소들의 체질은 서로 같습니다. 즉, 전자의 수나 배치는 변화가 없습니다. 다만 물리적으로 안정하냐? 불안정하냐?의 문제일 뿐입니다.
원소들은 어떤 시스템의 방향성과 질서를 가지고 있고,
방향성과 질서는 서로 상보적으로 공존합니다. 방향성과 질서는 각각 주기(period)와 족(group)입니다.
원소들의 동위원소는 1,000여가지가 훨씬 넘으며,
이론적으로는 한계가 없이 무한히 많고 무한히 다양할 수 있습니다. 하지만 이러한 다양성에도 한계성이 있어, 원소들의 다양성과 방향성 그리고
질서는 공존하게 되었습니다.
사람의 체질(體質)도 원소들의 동위원소들처럼
이론적으로는 무한히 다양하게 존재 할 수 있습니다. 하지만 원소들은 주기율표처럼 일정한 방향성과 질서가 있습니다. 우주의 시스템은 같은
시스템이므로, 사람의 체질은 동위원소들과 유사하여 수많은 다양성 속에 공존하는 질서가 있습니다.
동위원소들과 사람의 체질은 공통적으로 해당되는 기본이
되는 원칙이 있는데, 바로 음(陰,-)과 양(陽,+)의 순환법칙(循環法則)입니다.
<관련자료 : 동위원소(Isotope)의 체질과 음양(陰陽)의 균형
원소들의 마법의
수(Magic number) - 원소들의 불연속성
원소들은 중성이다 - 음(-)과 양(+)은 균형을 이룬다?
중이온가속기(heavy
ion accelerator)와 동위 원소 합성>