현대적 주기율표의 등장배경과 구성 및 특징
등장배경
18세기 말 무렵 프랑스의 과학자이며 근대화학의 아버지라고 불리우는 앙투안 라부아지에가 그 당시 알려진 23개의 원소 목록을 만든 것을 시초로, 19세기 말 경에는 65개, 20세기 초에는 88개, 오늘날은 118개 이상의 원소가 발견되었으며 현재까지도 그 수는 늘어나고 있습니다.
발견한 원소들의 반응, 성질, 원자량 등에 관한 많은 정보들이 누적되면서 몇몇 과학자들은 반복적으로 나타나는 주기적 양상을 발견하고, 이를 성질에 따라 나열하는 도식을 제안했습니다.
그 결과 1871년 구 소련의 과학자 드리트미 멘델레예프가 원소들을 원자량이 증가하는 순서로 나열하고, 같은열에는 비슷한 화학적 성질을 가진 원소들을 정리한 표인 주기율표를 최초로 고안했습니다.
이후 1913년 영국의 과학자 헨리 모즐리에 의한 개량을 거쳐 현재 우리가 사용하고 있는 주기율표와 유사한 모습을 지니게 되었습니다.
현재 주기율표의 완성과 의의
주기율표의 원자번호 94번 까지는 자연계에 존재하는 원소이나, 95번 부터는 합성에 의해 만들어진 인공원소입니다.(이는 인공원소가 만들어지면서 계속 늘어날 수 있습니다.)
2012년 IUPAC에서 원자 번호 114번을 우눈쿼듐(Uuq), 116번을 우눈헥슘(Uuh)으로 임시명명하던 것을 114번을 플레로븀(Fl), 116번을 리버모륨(Lv)로 공식 명명하였습니다. 그 뒤 2016년 원자 번호 113번을 니호늄(Nh), 115번을 모스코븀(Mc), 117번을 테네신(Ts), 118번을 오가네슨(Og)로 공식 명명하며 현재의 주기율표가 완성되었습니다.
주기율표는 기초적인 화학적 지식만 있으면 주기율표만 보고도 해당 물질의 개략적인 물리/화학적 성질을 파악할 수 있으며, 규칙성을 찾을 수 없을 것 같았던 원소들의 규칙을 찾고 특징을 체계화한 것에 매우 큰 의미가 있습니다.
주기율표의 구성 및 특징
주기율표는 원자번호 1번인 수소(H)를 기준으로 오른쪽으로 갈 수록 '족'이 증가하며, 아래로 내려갈 수록 '주기'가 증가합니다. 1,2,13,14,15,16,17,18족을 '주족원소'라고 부르며 3~12족 원소를 전이원소라 부릅니다. 또한 원자번호 58~71번(란타넘족), 원자번호 90~103번(악티늄족)을 내부 전이 원소라 부릅니다.
주기율표의 모든 원소는 크게 1) 금속(주족,전이,내부전이) 원소, 2) 준금속 원소, 3) 비금속 원소로 나뉩니다.
1) 금속(주족)원소는 일반적으로 실온에서 광택이 나는 고체이며, 열전도도와 전기전도도가 좋습니다. 또한 얇고 넓은 판(전성)과 긴 선(연성)으로 쉽게 만들 수 있습니다.
2) 비금속 원소는 일반적으로 실온에서 기체이거나 잘 부서지는 고체(원자번호 35번 브롬(Br)만 상온에서 액체)이고 열과 전기를 잘 전달하지 못합니다.(열전도도와 전기전도도가 낮습니다.)
3) 준금속은 반금속이라고도 부리우며, 금속과 비금속의 중간 성질을 가지고 있습니다.
주기율표에서 동일 주기에 배치된 원소는 같은 수의 전자 껍질을 가지며, 동일 족에 있는 원소들은 최외각 전자수가 같아 비슷한 물리화학적 성질을 가지고 있습니다.
주기율표에서는 일부 족의 이름을 아는것도 중요합니다.
수소를 제외한 1족은 알칼리 금속, 2족은 알칼리 토금속, 17족은 할로겐족, 18족은 0족 기체라고 불리웁니다.
같은 족, 같은 주기별 특징은 향후 다뤄보도록 하겠습니다.