원소 주기율표와 원자량, 분자량

원소 주기율표 (Periodic Table of Elements)

원소 주기율표는 모든 화학 원소를 성질에 따라 배열한 표로, 화학과 물리학에서 매우 중요한 도구입니다. 이 표는 원자번호, 전자배치, 그리고 원소의 화학적 성질에 따라 배열되어 있습니다. 드미트리 멘델레예프(Dmitri Mendeleev)가 1869년에 처음으로 체계적인 주기율표를 제안했습니다.

가. 구조와 배열

1) 원자번호

• 원자번호는 원소의 원자핵 속에 있는 양성자 수를 의미합니다.
• 주기율표는 원자번호 순서대로 배열됩니다.

2) 주기 (Periods)

• 수평 행으로 배열된 원소군을 의미합니다.
• 총 7개의 주기로 나뉘며, 원소가 가지는 에너지 준위의 개수를 나타냅니다.

3) 족 (Groups)

• 수직 열로 배열된 원소군입니다.
• 같은 족에 속한 원소들은 비슷한 화학적 성질을 가지며, 외부 전자껍질(가전자)의 개수가 동일합니다.
• 대표적으로 1족(알칼리 금속), 17족(할로겐), 18족(비활성 기체) 등이 있습니다.

나. 주기율의 원리

• 주기율표의 배열은 원소의 주기율성에 기반합니다. 이는 원소의 성질이 주기적으로 반복된다는 의미로, 이는 주로 원자 구조(가전자 개수)에 따라 결정됩니다.
• 같은 족: 비슷한 화학적 성질을 가짐.
  (예: 1족 원소는 모두 물과 반응해 수소를 방출)
• 같은 주기: 점진적으로 변화하는 성질을 보임.
  (예: 주기가 증가하면 원자 반지름이 감소하고, 전기음성도가 증가)

2. 원소군의 특징

가. 알칼리 금속 (1족)

 

• 매우 반응성이 강하며, 물과 반응해 수소를 방출 (예: 리튬, 나트륨).

나. 알칼리 토금속 (2족)

• 반응성이 높지만 알칼리 금속보다는 낮으며, 주로 산화물 형태로 존재 (예: 칼슘, 마그네슘).

다. 전이 금속 (d블록)

• 높은 전기 및 열 전도성을 가지며, 다양한 산화 상태와 촉매 성질이 있음 (예: 철, 구리).

라. 란타넘족 (란타노이드)

• 희토류 원소로, 강한 자기적 특성과 형광성을 보임 (예: 란타넘, 네오디뮴).

마. 악티늄족 (악티노이드)

• 대부분 방사능을 가지며, 핵에너지와 관련된 응용 분야에 사용됨 (예: 우라늄, 토륨).

바. 전이 후 금속

• 전이 금속보다 연하고 녹는점이 낮으며, 다양한 산업적 용도로 사용 (예: 알루미늄, 주석).

사. 준금속

• 금속과 비금속의 중간 성질을 가지며, 반도체 성질이 있음 (예: 붕소, 실리콘).

아. 다원자 분자 비금속

• 자연 상태에서 2개 이상의 원자가 결합된 분자 형태로 존재 (예: 황, 탄소).

자. 이원자 분자 비금속

• 두 원자가 결합하여 분자 형태로 존재하며, 주로 기체 상태임 (예: 산소, 질소).

차. 비활성 기체 (18족)

• 화학적으로 안정적이며, 거의 반응하지 않음 (예: 헬륨, 네온).

 

3. 원자량 등

가. 원자량

• 화학원소 원자의 평균질량을 일정 기준에 따라 정한 비율이다. 단위가 없는 무차원수이다.

나. 분자량 

• 분자를 구성하는 모든 원자들의 원자량 값을 더해서 계산한다.
• g분자량 : 분자량에 g을 붙인 값이다. = 1 mol
• 당량(eq) = 1eq = g분자량 / 가수

4. 농도표시

가. 몰농도 (Molarity)

• 용액 1L에 녹아 있는 용질의 몰수로 나타내는 농도로 mol/L 또는 M으로 표시한다

M(mol/L) = 용질(mol)/용액(L)

나. 노르말농도 (normality, 당량농도)

• 용액 1L 속에 녹아 있는 욜질의 당량수를 나타낸 농도

N(eq/L) = 용질(eql)/용액(L)