1. 개요
이 문서는 분자설에 대해 설명한다.2. 상세
molecular hypothesis기체 반응 법칙을 통해서 입자수도 간단한 정수 비가 성립할 것이라는 예측을 할 수 있는데, 아메데오 아보가드로는 이를 토대로 하여 같은 온도와 같은 압력 하에서 같은 부피의 기체는 같은 수의 입자를 포함하고 있다는 주장을 하였다.
이러한 주장은 이전까지의 원자설과 모순이 생길 수 있는데, 당시의 원자설에서는 홑원소물질 입자는 한 개의 원자라고 생각하였다. 따라서 아보가드로의 설명대로라면 부피비와 입자수비가 일치하지 않는 경우가 발생한다.
예를 들어, 수소 2부피, 산소 1부피가 결합하면 수증기 2부피가 생성된다. 그러나 당시의 돌턴의 원자설에 기초하면 다음과 같이 표시되는데 이 식에서 산소의 '기본 입자'는 쪼개지므로 원자설에 어긋나게 된다.
2H + O → 2HO½
또한 원자가 쪼개지지 않는 것을 생각하면 다음과 같이 표시할 수 있다. 이 식에서의 입자수 비는 아보가드로의 설명과 일치하지 않다.H + O → HO
아보가드로는 이 문제를 해결하기 위해서 홑원소물질의 입자는 단일 입자로 되어있지 않다고 주장하였고, 수소, 산소, 질소 등의 기체가 이원자분자 상태로 존재한다고 주장하였다. 이러한 분자설을 적용하여 현대의 방식으로 이를 표기하면 다음과 같다.2H₂+ O₂→2H₂O
얼핏 보기에는 돌턴이 아보가드로의 분자설을 환영했으리라고 생각되나, 사실은 그렇지 않았다. 돌턴과 다른 여러 사람들은 원소가 이원자 분자로 존재할 수 없다고 믿었는데, 그 이유는 분자들은 친화력이라는 힘에 의해 결합되어 있으며 이 친화력은 양전하와 음전하 사이의 인력과 같이 서로 반대되는 성질을 지닌 것들 사이에 존재하는 인력이라고 믿었기 때문이다.[1] 따라서 같은 종류의 원자들은 짝으로 결합할 수 없다고 믿었으며[2], 따라서 돌턴은 죽을 때까지 기체 반응 법칙과 분자설을 인정하지 않았다고 한다.아보가드로 역시 생전에 분자설에 대한 명확한 근거를 제시하지 못했으나, 사후 1860년에 그의 후배였던 칸니차로에 의해 옳다는 것이 증명되어 분자의 존재가 정식으로 인정받게 되었다.
[1] 그게 결과론적으론 맞지만 그걸 실증할 수 있으려면 러더퍼드의 원자구조 실험까지 가야 했고 그 원리를 밝히려면 양자역학을 기초로 하는 오비탈 구조 이론까지 가야 하기 때문에 러더퍼드가 태어나기도 20년 가량 전인 당시의 과학자들은 저 친화력 가설을 실증할 수가 없었다.[2] 2족과 18족의 원자들에 대해서는 사실이다.