| 확장 주기율표 (Fricke model) | |||||||||||||||||||
| {{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:calc(1.5em + 5px); word-break: keep-all" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px; font-size: .9em" | <colbgcolor=#f5f5f5,#2d2f34> 족 주기 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 1 | H 수소 | He 헬륨 | |||||||||||||||||
| 2 | Li 리튬 | Be 베릴륨 | B 붕소 | C 탄소 | N 질소 | O 산소 | F 플루오린 | Ne 네온 | |||||||||||
| 3 | Na 나트륨 | Mg 마그네슘 | Al 알루미늄 | Si 규소 | P 인 | S 황 | Cl 염소 | Ar 아르곤 | |||||||||||
| 4 | K 칼륨 | Ca 칼슘 | Sc 스칸듐 | Ti 티타늄 | V 바나듐 | Cr 크로뮴 | Mn 망가니즈 | Fe 철 | Co 코발트 | Ni 니켈 | Cu 구리 | Zn 아연 | Ga 갈륨 | Ge 저마늄 | As 비소 | Se 셀레늄 | Br 브로민 | Kr 크립톤 | |
| 5 | Rb 루비듐 | Sr 스트론튬 | Y 이트륨 | Zr 지르코늄 | Nb 나이오븀 | Mo 몰리브데넘 | Tc 테크네튬 | Ru 루테늄 | Rh 로듐 | Pd 팔라듐 | Ag 은 | Cd 카드뮴 | In 인듐 | Sn 주석 | Sb 안티모니 | Te 텔루륨 | I 아이오딘 | Xe 제논 | |
| 6 | Cs 세슘 | Ba 바륨 | (란) | Hf 하프늄 | Ta 탄탈럼 | W 텅스텐 | Re 레늄 | Os 오스뮴 | Ir 이리듐 | Pt 백금 | Au 금 | Hg 수은 | Tl 탈륨 | Pb 납 | Bi 비스무트 | Po 폴로늄 | At 아스타틴 | Rn 라돈 | |
| 7 | Fr 프랑슘 | Ra 라듐 | (악) | Rf 러더포듐 | Db 더브늄 | Sg 시보귬 | Bh 보륨 | Hs 하슘 | Mt 마이트너륨 | Ds 다름슈타튬 | Rg 뢴트게늄 | Cn 코페르니슘 | Nh 니호늄 | Fl 플레로븀 | Mc 모스코븀 | Lv 리버모륨 | Ts 테네신 | Og 오가네손 | |
우누넨늄 | 운비닐륨 | (운) | 운펜트헥슘 | 운펜트셉튬 | 운펜트옥튬 | 운펜트엔늄 | 운헥스닐륨 | 운헥스우늄 | 운헥스븀 | 운헥스트륨 | 운헥스쿼듐 | ||||||||
운헥스펜튬 | 운헥스헥슘 | 운헥스셉튬 | 운헥스옥튬 | 운헥스엔늄 | 운셉트닐륨 | 운셉트우늄 | 운셉트븀 | ||||||||||||
| (란) | La 란타넘 | Ce 세륨 | Pr 프라세오디뮴 | Nd 네오디뮴 | Pm 프로메튬 | Sm 사마륨 | Eu 유로퓸 | Gd 가돌리늄 | Tb 터븀 | Dy 디스프로슘 | Ho 홀뮴 | Er 어븀 | Tm 툴륨 | Yb 이터븀 | Lu 루테튬 | ||||
| (악) | Ac 악티늄 | Th 토륨 | Pa 프로트악티늄 | U 우라늄 | Np 넵투늄 | Pu 플루토늄 | Am 아메리슘 | Cm 퀴륨 | Bk 버클륨 | Cf 캘리포늄 | Es 아인슈타이늄 | Fm 페르뮴 | Md 멘델레븀 | No 노벨륨 | Lr 로렌슘 | ||||
| (운) | 운비우늄 | 운비븀 | 운비트륨 | 운비쿼듐 | 운비펜튬 | 운비헥슘 | 운비셉튬 | 운비옥튬 | 운비엔늄 | 운트리닐륨 | 운트리우늄 | 운트리븀 | 운트리트륨 | 운트리쿼듐 | 운트리펜튬 | ||||
운트리헥슘 | 운트리셉튬 | 운트리옥튬 | 운트리엔늄 | 운쿼드닐륨 | 운쿼드우늄 | 운쿼드븀 | 운쿼드트륨 | 운쿼드쿼듐 | 운쿼드펜튬 | 운쿼드헥슘 | 운쿼드셉튬 | 운쿼드옥튬 | 운쿼드엔늄 | 운펜트닐륨 | |||||
운펜트우늄 | 운펜트븀 | 운펜트트륨 | 운펜트쿼듐 | 운펜트펜튬 | |||||||||||||||
| {{{#!wiki style="margin:-15px -10px; font-size:calc(10em/9); word-break: keep-all" | 범례 | ||||||||||||||||||
| 배경색: 원소 분류 | |||||||||||||||||||
| {{{#!wiki style="margin:-15px -10px" | 알칼리 금속 | 알칼리 토금속 | 란타넘족 | 악티늄족 | 전이 금속 | 전이후 금속 | 준금속 | 다원자 비금속 | 이원자 비금속 | 비활성 기체 | }}} | ||||||||
| {{{#!wiki style="margin:-15px -10px" | 밑줄: 자연계에 없는 인공 원소 혹은 극미량으로만 존재하는 원소로, 정확한 원자량을 측정하기 어려움. | }}} | |||||||||||||||||
| 글자색: 표준 상태(298 K(25 °C), 1기압)에서의 원소 상태, ◆ 고체 · ◆ 액체 · ◆ 기체 | }}} | }}}}}}}}} | |||||||||||||||||
週期律表 / Periodic table (of the elements)
1. 개요
| ASAPScience의 주기율표 노래[1] |
화학 분야에서 쓰이는 개념으로 자연계에 존재하거나 인공적으로 만들어 낸 모든 원소를 그 원자번호와 원소의 화학적 특성에 따라 나열한 표다. 러시아의 화학자인 드미트리 멘델레예프가 맨 처음 고안하였다. 가시성이 좋은 표로 원소들의 화학적 규칙성을 찾고 그 특징을 체계화한 데에 매우 큰 의미가 있다.
2. 형태
기본적인 주기율표는 위의 형태에 더해 원자번호, 원자량, 원소의 화학적 특성에 따른 분류(비금속, 금속, 준금속), 주요 산화수, 간혹가다 전자배치 정도를 표시하고 있다. 그러나 화학에 대한 지식이 있는 사람이면 원소의 위치(족[2], 주기[3]등), 와 그 원자번호(양성자의 수=이온화 안 됐을 때의 전자의 수, 바닥상태의 전자배치 등)를 보고 원소에 대해 어느 정도의 정보를 얻을 수 있게 되어 있다.일반적으로 주기율표 아래쪽 주기는 원자가 커서 상대적으로 무르고, 위쪽 주기는 원자가 작아서 단단하다. 원자번호가 클수록 원자의 전자껍질이 두꺼워 지고 이로 인해 원자 사이즈가 커지면 전자 밀도가 낮아져 무르게 된다.
위의 정보 외에도 용도에 따라 다양한 정보를 포함하는 주기율표 역시 존재한다.
주기율표의 형태는 대부분 직사각형 표와 같은 형태지만[4] 직사각형 형태가 아닌 형태의 주기율표도 많이 있긴 하다. 대개 입체라서 만들기 힘들어서 잘 안 쓰며, 보통은 보기조차 힘들다.
일반적으로 금속 원소는 염기성을 띠고 비금속 원소는 산성을 띤다.
2.1. 구역 (block)
주기율표는 전자가 채워지는 오비탈에 따라 대략적으로 4개의 직사각형 모양의 구역(block)으로 나뉜다.2.1.1. s-구역
주기율표의 맨 왼쪽 블록으로, 1족과 2족, 그리고 헬륨을 포함한다. 이름은 s(sharp)-오비탈에서 유래했다.2.1.2. p-구역
주기율표의 맨 오른쪽 블록으로 헬륨을 제외한 13~18족 원소들을 포함하는 블록이다. 이름은 p(principal)-오비탈에서 유래했다.2.1.3. d-구역
대부분의 전이 원소를 포함하는 블록이다. 이름은 d(diffuse)-오비탈에서 유래했다.2.1.4. f-구역
란타넘족과 악티늄족을 포함하는 블록이다. 이름은 f(fundamental)-오비탈에서 유래했다.2.1.4.1. 란타넘족
||<-15><tablewidth=100%><tablebordercolor=#2d2f34,#333><tablebgcolor=#fff,#2d2f34><bgcolor=#cf0,#211877> 란타넘족 ||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 |
| La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
원자번호 57번부터 71번까지의 원소들로, 란타넘부터 루테튬까지를 이른다. 해당 문서로.
2.1.4.2. 악티늄족
||<-15><tablewidth=100%><tablebordercolor=#2d2f34,#333><tablebgcolor=#fff,#2d2f34><bgcolor=#90ee90,#591c41> 악티늄족 ||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 |
| Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
원자번호 89번부터 103번까지의 원소들로, 악티늄부터 로렌슘까지를 이른다. 해당 문서로.
2.2. 족 (group)
주기율표에서 같은 세로축에 있는 원소들의 모임이다. IUPAC 기준으로 1족부터 18족까지 존재한다. 비슷한 화학적 특징을 공유하는 경우가 많다. 화학적 성질이 크게 유사한 족도 있지만 상대적으로 유사도가 떨어지는 족도 있다. 란타넘족(Lanthanide)과 악티늄족(Actinide)의 경우 주기율표에서의 족(group)과는 다르며, 족(group)이 정의되지 않는다. 일반적으로 3족에 해당하는 공간에 원소 대신 란타넘족, 악티늄족이라는 표시를 하고 밑에다 따로 나열해놓는다.2.2.1. 1족
수소를 제외한 1족 원소들은 알칼리 금속으로 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘이 있다. 반응성이 큰 금속으로 각 원자들은 8족 기체심을 가지며 원자가 껍질의 하나의 s전자를 가진다. 모든 금속들 중 가장 전기양성적인 알칼리금속은 원자가 전자의 전자 하나를 잃고서 강한 반응을 일으킨다. 반응성이 커서 순물질로는 존재하기 어렵기에 주로 화합물 형태로 존재한다.2.2.2. 2족
2족은 알칼리 토금속으로, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 라듐이 있다. 최외곽 원자가껍질에 2개의 전자가 있다. 두 전자를 잃어버려 알칼리 금속처럼 하나의 산화상태 +2를 가진다. 베릴륨을 제외하고 대개 이온성 화합물을 형성한다. 알칼리금속처럼 반응성은 크지만 무르지는 않다.대표적으로 마그네슘의 경우 반응성이 커서 연소 시 밝은 빛을 내며 타는 특징이 있다. 카메라 플래시, 불꽃놀이, 조명탄 등에 쓰인다. 은백색의 금속으로 하소처리(열처리)하면 표면적이 매우 낮고 고밀도이며 화학적으로 비활성인 중소마그네사이트가 되고 이는 모든 내화 산화물들 중에서 가장 높은 용융온도를 가짐으로 염기성 내화벽돌로 이용되는 등 중요한 산업적 용도를 가진다.
또 다른 대표적인 원소로 칼슘이 있다. 칼슘은 산소와 반응해서 비료나 건축재료로 만들 수 있다. 소석회라고 하는 수산화칼슘은 산화칼슘과 물을 섞어 만들어지는데, 이게 바로 시멘트이다.
2.2.3. 3족~12족
전이 원소 문서로.2.2.4. 13족
13족은 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 니호늄이 있다. 붕소족 원소(Boron group)이라고도 한다. 원자가껍질 배치가 [math(ns^2np)]이다. 이 족의 모든 원소는 M2O3(산화물)이나 MX3(할로젠화물) 등 +3의 산화상태의 화합물을 형성한다. 13족과 14족의 원소들은 1, 2, 17, 18족의 원소들만큼 서로 닮은점을 가지는 건 아니다.2.2.5. 14족
14족은 탄소, 규소, 저마늄, 주석, 납, 플레로븀이 있다. 탄소족 원소(Carbon group)이라고도 한다. 탄소는 비금속 규소와 저마늄은 반도체 원소, 주석과 납은 금속으로, 이들 원소의 원자는 원자가껍질에서 [math(ns^2np^2)]배치를 가진다. 14족의 모든 원소는 할로겐과 산소와의 화합물에서 +4인 산화상태를, 수소화물에서는 -4의 산화상태를 가진다. 네 개의 결합수가 균형을 이루면서 극성을 띄지 않는다.2.2.6. 15족
15족은 질소, 인, 비소, 안티모니, 비스무트, 모스코븀이 있다. 질소와 인은 15족의에서 비금속이고, 비소와 안티모니는 반도체 원소, 비스무트는 금속이다. 원자가껍질에서 이들 원소의 원자는 [math(ns^2np^3)]배치를 가진다.질소원자는 상당히 큰 전기음성도를 가지며 원자가 껍질에 전자를 여덟개보다 더 많이 수용시키지 못하기에 질소의 화학적 성질은 15족의 다른 원소와 본질적으로 다르고 질소는 염소만큼 전기음성도가 크며 단지 플루오린과 산소만이 더 큰 전기음성도를 가진다.
비금속인 질소와 인의 원자는 전자 3개를 얻으면 18족 기체 배치를 이룰 수 있고 [math(\mathrm{N}^{3-})]이온은 매우 전기양성적인 금속과의 질소화합물에서 나타난다. 수소와의 공유화합물인 경우에 원소들은 -3의 산화상태를 가지는 것으로 나타나는데, 그것은 수소가 이러한 화합물에서 항상 +1의 산화수를 가지기 때문이며, -3의 산화상태는 금속과의 이온성 혹은 공유성 이성분 화합물에서도 볼 수 있다. 질소족 원소 또는 닉토겐(Pnictogen) 원소라고도 불린다.
2.2.7. 16족
16족은 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨, 폴로늄, 리버모륨이 있다. 산소와 황은 산소족 원소의 비금속 원소이며, 셀레늄과 텔루륨은 반도체 원소이고, 방사능 물질인 폴로늄은 텔루륨, 비스무트와 유사하지만 성질에 있어서도 주로 금속성을 띤다. 산소족 또는 칼코겐 원소라고도 불린다.2.2.8. 17족
17족은 할로젠 원소이며 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 아스타틴, 테네신이 있다. 1족과 2족의 금속 원소들처럼 원소들끼리의 유사성이 크다. 할로겐족 원소들은 큰 전자친화도, 큰 전기음성도, 큰 이온화 에너지를 가지는 비금속으로 이중에서 플루오린의 원자는 다른 할로겐 원자보다 매우 작으며, 가장 전기음성도가 커서 반응성도 크다. 단, 아스타틴과 테네신은 비금속이 아닌 각각 준금속과 전이후 금속으로 예상되고 있다. 주기가 커질수록 가리움 효과로 인해 금속성이 강해지기 때문. 그러나 이들은 강한 방사능으로 인해 확인이 어렵기 때문에 위의 원소들과 함께 비금속 취급을 당하는 경우가 흔하다.2.2.9. 18족
18족은 비활성 기체로, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 오가네손이 있다. 비활성 기체 문서로. 비활성 기체족 원소들은 최외각 전자 껍질이 8개(헬륨의 경우 2개)의 전자로 완전히 채워져 있어 낮은 화학적 활성을 지니며, 서로간에도 결합이 어려우므로 상온에서 기체로 존재한다. 단, 오가네손은 상대론적 효과로 인해 같은 족의 다른 원소들과는 매우 다른 성질[7]을 지닐 것으로 예측된다.3. 역사
드미트리 멘델레예프가 최초의 주기율표를 고안해 냈으며 이 공로로 1906년 노벨 화학상을 수상할 뻔했으나 한 표가 모자라서 수상에 실패했다.[8] 그 역사는 초기 화학의 역사 그 자체라고 할 수 있다. 화학 교육도 이론적인 부분을 여기서 시작한다.존 돌턴의 원자설이 등장한 이후 근대 화학은 맹렬하게 발전하기 시작했는데, 그 발전 과정에서 다양한 원소들이 발견됐다. 이 원소들은 특정한 성질을 공유하는 그룹으로 묶일 수 있었고, 따라서 원소들이 보이는 주기성에 관한 다양한 해석들이 나왔다.
그렇지만 이런 주기성에 대한 해석들은 전부가 주류가 될 만큼 인정받지 못했다. 어찌보면 당연한 것이, 당시에는 아직 발견하지 못한 원소도 있었고 원소인 것으로 알려졌지만 실제로는 아닌 것도 있었으며, 또한 이런 특성과 주기성을 연결하기 위한 현재의 원자번호에 해당하는 개념이 정착되지 않았다. 따라서 이론들은 그야말로 엉성하기 그지없었다. 당연히 이런 이론들은 나오기 무섭게 무차별로 공격당하고는 사라졌다.
이 쪽으로는 뉴랜즈의 옥타브설이 유명한데, 통합과학 1단원 중에 옥타브설이 소개된 부분이 있으니 그 곳을 참고하면 2주기까진 그럭저럭 맞아떨어지다가 3주기에 들어가서는 주기성이 사정없이 깨지는 걸 알 수 있다. 그런 문제도 있고, 당시 화학계에서 뉴랜즈는 이 가설을 발표하고 나서 화학 원소 가지고 음악이라도 연주하는 거냐? 알파벳 순서로도 한번 배열해보지?란 비판을 들었는데, 이 때문에 실망해서 과학을 포기하게 됐다고 한다. 하지만 나중에 멘델레예프의 주기율표가 인정을 받고 난 뒤 (1872년, 22년 뒤) 영국 화학회에선 뉴랜즈의 시도도 의미가 있었다고 하며 나중에 불러 상을 주었다고 하니 인간만사 새옹지마.
어쨌든 이런저런 각종 잡설이 난무하던 화학계에 빛을 던진 것이 바로 멘델레예프. 그는 이 주기율표를 원소들이 적힌 플레잉 카드로 카드 게임을 하다가 생각해냈다고 하며,[9] 원자량과 화학적 성질을 통해 현 주기율표의 원초적인 형태를 고안해냈다. 이 원초적인 형태는 주기율표의 1~3주기에선 현재도 거의 그대로 쓰인다. 소위 단주기 주기율표라고 부르는 그것.
멘델레예프는 위에서 언급된 장애물을 오히려 반대로 이용했다. 주기성을 훼손시키는 원소에 대해서 아직 발견되지 않은 원소가 사이에 있음을 가정하고 자리를 비워놓은 후 주기성에 입각해서 물리화학적 특성을 거의 정확히 예언했고, 원소로 잘못 인지된 화합물은 과감하게 빼버렸으며, 다른 사람이 발견한 원소의 특성에 대한 보고서의 잘못된 부분을 보고 주기성을 감안하면 잘못된 결과이니 다시 실험해서 수정하라는 조언까지 하기도 했다. 물론 멘델레예프와 그의 이론이 신은 아니었으므로 그가 말한 이런저런 예언이나 설명이 전부 맞아떨어진 건 아니지만[10], 아래 표처럼 맞힌 게 정말 기가 막힐 정도로 정확했기에 묻혔다.
| 멘델레예프가 예측한 에카-규소와 실제 저마늄의 특성 비교 | |||
| 대상/성질 | 멘델레예프의 1871년 예언 | 실제 측정해서 얻은 값 | 오차 |
| 원자량 | 72 | 72.64 | -0.64 |
| 밀도, g/cm3 | 5.5 | 5.323 | +0.177 |
| 녹는점, °C | 높음 | 938.25 | |
| 비열, J g-1K-1 | 0.305 | 0.309 | -0.004 |
| 원자가 | 4 | 정확 | |
| 색 | 진한 회색 | 회백색 | |
| M을 얻는 방법 | MO2나 K2MF6와 Na와의 반응 | K2GeF6와 Na와의 반응 | |
| M의 반응성 | 산에 약간 녹으며, 알칼리와는 반응하지 않음 | HCl이나 묽은 NaOH엔 안 녹고, 뜨거운 진한 HNO3와 반응함. | |
| 산화물 MO2 | 녹는점 높음, 밀도 4.7 g/cm3 | 녹는점 1388°C, 밀도 4.226 g/cm3 | 밀도 +0.474 |
| 황화물 MS2 | 물에 안 녹음, (NH4)2S[11]에 녹음 | 정확 | |
| 염화물 MCl4 | 끓는점<100°C; 밀도 1.9 g/cm3 | 끓는점 83°C; 밀도 1.879 g/cm3 | 끓는점 +17°C, 밀도 +0.021 |
| M(C2H5)4 | 끓는점 160°C | 끓는점 184°C | -24°C |
| 이미지로 보기 - 출처 | |||
위 표와 같이 존재조차도 모르던 원소의 물리량이나 화학적 특성을 발견하기도 전에 작두탄 수준으로 맞혔으니 주목을 안 받을 수 없다. 이 사례는 대한민국 화학II 교과서에도 단골로 나올 정도며, 멘델레예프는 에카-규소 이외에도 에카-붕소(스칸듐)[12], 에카-알루미늄(갈륨), 에카-망가니즈(테크네튬) 등을 기가 막히게 맞춰냈다.
이후 헨리 귄 제프리스 모즐리란 비운의 천재가 이전의 원자질량 구분법으로 인한 화학적 성질과 원자량의 불일치를 X선으로 원자번호를 결정하는 방식(=핵의 양성자 수)으로 해결해내면서 현재의 주기율표[13]가 만들어질 수 있었다. 그 또한 전사하는 바람에 노벨상을 못 받았다.
훗날 멘델레예프는 사후 이 엄청난 공적을 인정받아 101번 원소의 이름이 그의 이름을 따서 지어지게 된다. 참고로 불안정한 게 그의 말년 성격과 닮았다고 한다.
4. 얼마나 외울까
중고생이라면 20번인 칼슘까지는 번호순으로 외우는 게 좋다. 보통 20번까지만 외운다면 약식 주기율표를 보고 외우면 되므로 굉장히 간단해진다.수능에서 화학1을 고를 것이라면 이 1~20번 원소의 이름뿐만 아니라 바닥상태 전자 배치, 주기성(유효 핵전하, 원자 반지름, 이온 반지름, 이온화 에너지)[14], 전기 음성도 등 각종 성질들을 자유자재로 쓸 수 있을 때까지 몽땅 외워야 한다. 그렇다고 일부러 암기하기 위해 스트레스를 받을 정도로 무겁게 생각할 필요도 없는 것이, 여러 번 눈으로 보고 익히다 보면 자연스레 외워지고, 약간 머리를 굴리면 암기 사항의 일부는 원자번호나 원자량에서 유도되기 때문이다. 하지만 원소 이름부터 수소나 산소 등 몇몇을 제외하곤 대부분 외래어인 데다 첫 음절에 '베', '헬', '플' 등 우리말에서 잘 안 쓰이는 음절들이 많이 나와 적절히 만들만한 문장도 없어서 외우는 방법이 그렇게 녹록지 않다. 그냥 첫 글자를 따서 수헬리베 붕탄질산 플네나마 알규인황 염아칼칼슘이라고 외우는 듯하다.
중고생의 경우, 크게 암기법은 수헬리베붕탄질산처럼 첫 음절만 따서 외우는 암기법과 나만알지펩시콜라처럼 빗대 외우는 암기법이 있다. 20번까지만 외운다면 개수도 적고 거의 대부분 친숙한 원소들이라 두문자어 암기법도 어렵진 않지만, 요즘엔 연상하기 쉽다는 장점으로 후자를 많이 애용하는 듯하다.[15] 다양한 암기법들이 있지만 크게 이렇게 두 부류다. 중고생의 경우 주로 20번까지, 좀 더 외운다 해도 아연까지[16] 외우는 경우가 많아 빗대어 외우지만, 만약 란타넘, 악티늄족이나 아인슈타이늄, 오가네손이나 확장 주기율표까지 외우는 경우에는 첫 음절만 따는 방법이 편하긴 하다.[17]
그래도 억지로 한국어로 외우려면 네온까진 수소빼고 허(헬륨-He)리(리튬-Li)뼈(베릴륨-Be) 부(붕소-B)서(탄소-C)져 나(질소-N) 아(산소-O)프(플루오린-F)네(네온-Ne) 같이 외울 수 있긴 하다.....[18]
20번까지 영어로 외우는 방법은 다음 방법이 통용된다고 한다. 여기서 화학 관련 기능사 이상의 자격증을 취득하는 경우, 원자량을 구하는 방법이 예외인 원소는 보라색으로 처리한다.
수 헬 / 리 베 비 키 니 옷 풧 네
H He / Li Be B C N O F Ne
나 만 알 지 펩 시 콜 라 / 크카
Na Mg Al Si P S Cl Ar / K Ca
교사나 강사들은 풀(플루오린)뜯어먹는 염소 불X(브로민)이(아이오딘)처럼 그럴듯한 암기법을 개발해 보려고 하고, 흔히 알고 있는 노래에 붙여보기도 하고, 다들 1가지씩의 암기법이 있고 그것대로 외우도록 가르치지만 사실 뭐라고 외워도 어색하다. H He / Li Be B C N O F Ne
나 만 알 지 펩 시 콜 라 / 크카
Na Mg Al Si P S Cl Ar / K Ca
순서대로 외우는게 아니라 족 기준으로 외우는 것도 좋은 방법이 될 수 있다. 같은 족은 화학적 성질이 비슷하기 때문에 원소의 특징을 유추하기도 쉽다.
수 리 나 칼 루 세 프
H Li Na K Rb Cs Fr
베 마 칼 스 바 라
Be Mg Ca Sr Ba Ra
H Li Na K Rb Cs Fr
베 마 칼 스 바 라
Be Mg Ca Sr Ba Ra
모 과고의 경우 정식 교육도 아니고 신입생 사전교육 기간에 주기율표를 악티늄까지 다 외우라는 과제를 내기도 한다.
주기율표의 모든 원소를 다 외우고자 한다면 란타넘족과 악티늄족을 건너뛰고 오가네손까지 외운 다음에 란타넘족과 악티늄족을 외우는 게 좋다. 란타넘족과 악티늄족은 어려워 막힐 수 있기 때문이다.
화학을 전공하는 경우는 대부분의 원소들을 저절로 외우게 되는 경우가 많다. 일반화학 듣다 보면 자주 나오는 원소는 원자량도 외우고, 무기화학 듣다 보면 전이 원소도 외우는 식으로 졸업할 때가 되면 주기율표를 통째로 외우게 된다. 심지어 화학 전공자들도 잘 안 외우는 편인 란타넘족과 악티늄족까지 외우는 사람도 있고, 한술 더 떠서 전이금속의 이름에 더해서 최외각전자의 전자 배치까지 완벽하게 외우고 있는 사람도 있다. 일반인이 보기엔 의외[19]지만 물리학과에서 응집물질물리학을 전공할 경우에도 주기율표를 외우면 장점이 많다. 응집물질물리학 세부 전공 중에서 양자물질 자성체나 초전도체, 곤도 부도체 등등의 세부 전공을 택할 경우 란타넘족을 밥먹듯이 보게 되어 위의 말대로 란타넘족까지 외워지기도 한다.
참고로 중학교 때 한글로 주기율표를 외웠더라도, 나중에 다 잊어버리고 영어로 다시 외우는 경우도 있다. 수능 및 화학 전공 시험을 본다면 원소 기호로 외워야 문제 풀이 속도 상승에 도움이 된다.
모두 암기한다는 전제 하에 외우는데 걸리는 시간은 보통 1~2시간 정도. 물론 2시간 동안 쭈욱 외우는 사람은 드물고, 보통 심심할 때 몇 분씩 외워서 합이 그 정도라는 거다. 머리가 좋으면 30분도 걸릴 수 있다. 보통 4주기까지는 매우 쉽고 5주기와 6주기도 그럭저럭 술술 외우다가 7주기, 란타넘족, 악티늄족에서 막히는 편이다.[20]
만약 원소를 다 외웠다면 일단 금속 비금속부터 구별하고 그 다음에 비활성 기체, 알칼리 금속 등 종류를 다 외워보자.
요즘은 웬만한 학교에선 항상 주기율표를 제공한다. 대학에 가도 교실 한쪽 벽에는 항상 큰 주기율표가 걸려 있어 그것을 힐끔힐끔 보면서 수업한다. 그러나 이건 대학마다 다르다. 어떤 교수는 전이 금속을 제외한 모든 원소를 외우라고 한다. 어지간한 학부 수준 화학책의 맨 앞에 붙어있기도 하다. 하지만 대학에서 필요한 건 원소 번호 몇 번 이런 게 아니라 원자량이나 전자 친화도같이 원소들의 물리적 화학적 특성값이라 어차피 찾아봐야 한다. 가끔씩 이걸 다 외우는 사람이 있긴 한데, 그건 필요해서 그러는 게 아니다. 어쩌다 보니 외워졌거나 순수한 취미다. 다만, 주기율표의 원소가 워낙 많아서 주기율표를 외운 사람과 그렇지 않은 사람의 주기율표 해독 속도는 큰 차이가 난다. 시험을 볼 때 주기율표를 주긴 하지만, 주기율표를 외우고 있지 않다면 시간을 낭비하게 될 가능성이 높다는 뜻이다. 시험 시간이 부족하게 느껴진다면 주기율표를 외워보자. 가로로 외우는 것도 좋지만 세로로 외워도 좋다. 그럼 화학 성질이 비슷한 족끼리 쉽게 연상할 수 있기 때문. 가로세로 둘 다 외우면 금상첨화. 즉, 결과적으로 주기율표를 외우는 과정은 쉽지 않겠지만 일단 외워둔다면 엄청나게 도움이 될 것이다.[21]
후일 이공계열로 진학하거나 위험물산업기사 등의 자격증을 준비하게 된다면 이 때 외운 게 도움이 된다[22]. 산소는 -2가고 나트륨은 +1가고 반응식 계수는 어떻게 된다는걸 이미 알고 있는 사람과 이제와서 반응식 하나하나 외워야 하는 사람의 차이는 천지차이다.
5. 여담
- 전술했듯이 주기율표를 노래로 만들어 외우는 경우가 많다. 화학자이자 작가인 곽재식이 작사, 작곡, 노래한 주기율표 외우는 노래인 <그리움 주기율>이란 노래도 있다. 듣는 곳은 여기 발라드같은 절절함은 덤.
- 한 트위터 이용자가 버츄얼 유튜버 유키하나 라미의 목소리로 말하는 원소 주기율표 영상을 업로드 했다. 슈퍼챗을 이용하면 유저 닉네임을 읽어주는 점을 이용, 닉네임을 원소명으로 바꿔 슈퍼챗을 쏘고 그걸 읽어주는 음성을 모아 만들어냈다고. 라미 본인도 비교적 초기에 이를 눈치채고 언급했다.
- 이런 원소들이 의외로 의인화의 대상이 되기도 한다. 당장 나무위키에 등록된 원소 의인화도 있으며 일본 이외에도 서양, 국내에서도 이런 의인화가 가끔 그려진다.
- 폴아웃 시리즈의 핵분열을 숭배하는 원자의 아이들 교단은 주기율표를 종교 상징물 중 하나로 사용하는 모습을 보인다.
- 주기율표의 다양한 형태와 각기 어떤 정보를 담고 있는지 보고 싶다면 구글 이미지 검색에서 periodic table로 검색해보자. 형태를 보면 대부분 맨 위에 보인 직사각형 형태지만 그렇지 않은 것도 상당히 많다. 별난 형태의 주기율표만 찾아보고 싶다면 alternative periodic tables으로 검색해보자. 그 수도 상당해서 대략 600만 개 이상 나온다. 물론 겹치는 것도 있고, 보여주는 것 자체가 앞의 1000개 뿐이지만... 어쨌든 엄청나게 많다.
- 아직 발견되지 않은 119번 이후의 원소 위치를 예상해 만든 확장 주기율표가 있다. 무식하게 7주기 이전과 같은 방식으로 만든 주기율표는 잘못된 주기율표다.
- Fricke가 만든 주기율표(52칸짜리, 32칸짜리)가 존재한다. 현재 한국어 위키백과와 나무위키의 틀:확장 주기율표에선 119번 이후의 원소 문서에서 Fricke식의 주기율표를 쓴다.
- 2011년에 페카 퓌쾨(Pekka Pyykkö)란 핀란드 화학자가 제안한 퓌쾨 모델(Pyykkö Model)이라는 주기율표가 있다. 퓌쾨 모델은 138번까지는 위의 확장 주기율표와 같으나 운트리엔늄(원소 139번)과 운쿼드닐륨(원소 140번)이 생뚱맞게 오른쪽으로 갔다가 운쿼드우늄(원소 141번)부터 다시 왼쪽으로 가는 등 원소 위치가 더 복잡하다. 이는 8주기 원소 문서에도 언급됐듯이 5g부터 8p 오비탈까지 에너지가 비슷해서 채워지는 순서가 제멋대로일 것으로 예측되기 때문이다. 자세한 건 영문 위키백과의 문서에 나와 있다.
- 영문 위키백과의 확장 주기율표는 얼핏 보면 7주기 이하 원소의 주기율표와 똑같은 방식으로 만들어진 것 같이 보이지만, g블럭이 쌓음 원리를 따른다면 18개가 되어야 하지만 4개 더 늘어난 22개이다. 만약 쌓음 원리를 따랐다면 에카오가네손은 원자번호 172가 아니라 168이 되어야 한다. 이는 벨라루스의 Andrey Kulsha가 제안한 모델이다.
- 원소기호에는 알파벳들 중 J/j와 Q/q가 안 쓰인다. J는 과거에 쓰였던 적도 있고[23] 105번과 113번 원소에 쓰일 뻔했으나, 105번 원소는 졸리어튬(Joliotium, Jl) 대신 더브늄으로, 113번 원소는 자포늄(Japonium, Jp) 대신 니호늄으로 명명되면서[24] Q는 체계적 원소 이름으로 임시 명명할 때만 잠깐 얼굴을 비추고 있다. 현재의 118원소 주기율표에서 마지막으로 등장했던 건 플레로븀이 우눈쿼듐(Uuq)이었을 때.
- 일반화학을 비롯해 대학교나 대학원에서 쓰는 화학책이라면 책 표지 바로 안쪽에 무조건 하나씩은 들어가 있다. 다만 원자 오비탈은 물리화학같이 있는 경우도 있고 일반화학(줌달)처럼 없는 경우도 있다.
- 식품 위생문제와 관련된 인터뷰에서 원소 주기율표에 나오는 모든 원소들을 먹어보지 않으면 중국인이라 말할 수 없다고 비꼰 게 한국 인터넷에 짤방으로 돌기도 했다.[25]기자: 중국의 식품 안전에 대해 한 말씀 해주세요. (뉴스 인터뷰 中)시민: 원소 주기율표에 나오는 원소들을 다 한 번 씩 먹어봐야 중국인이라 자처할 수 있다던데요?(원문: 不是有人说不把元素周期表上元素都吃一遍 都不好意思说自己是中国人?)
- 모든 원소가 주기성을 따르는 것은 아니다. 일부 무거운 원소는 주기율표상의 자리로 예측할 수 있는 것과는 다른 행동을 보인다. 예를 들어 금은 은 아래에 있으므로 은백색이여야 하며, 수은은 카드뮴 아래에 있으므로 상온에서 고체여야 하지만 실제로는 그렇지 않다. 이러한 이유는 원소가 무거워질수록 전자의 공전 속도가 광속에 가까워지면서 상대론적 효과가 발생하기 때문이다. 이러한 효과는 7주기 후반 원소에서 더 빈번히 나타날 것으로 보이는데, 플레로븀은 휘발성 액체 금속일 것으로, 오가네손은 반도체 성질을 가진 금속성 고체일 것으로 예측되고 있다. 원소의 주기성만 염두에 두고 오가네손은 기체, 나머지 7주기 원소는 전부 고체로 예측하는 주기율표는 부정확하다.
- 이탈리아 화학자/문필가인 프리모 레비는 이와 같은 제목의 산문집을 내기도 했다. 유대인인 작가 본인이 수용소 생활이나 자신의 생각 등을 담았다. 원소 이름이 각 챕터의 이름으로 되어 있는게 특징.
- 가끔 실제 원소를 수집해서 주기율표를 만드는 사람이 있다. 질소나 철, 탄소처럼 그냥 막 주워도(...) 되는 원소도 있고, 헬륨이나 알루미늄처럼 쉽게 살 수 있는 것도 있고, 수소나 염소처럼 시중에 판매되는 재료들을 반응시켜 얻을 수 있는 것도 있고, 순수한 알칼리 금속이나 플루오린처럼 위험물로 분류되어 개인은 구하기 어려운 것도 있으며, 플루토늄처럼 소지 자체가 법적으로 문제되는 것도 있는 등등 각 원소마다 사정은 다르다. 아스타틴이나 프랑슘처럼 지구를 다 뒤져도 유의미한 양을 찾을 수 없는 원소 같은 경우는, 우라늄 광석 하나 갖다 놓고 "여기 아스타틴 원자 몇 개 있을 수도 있음"(...)이라 우기기도 한다. 위험물 원소들은 안전한 화합물로[26], 방사성 원소들은 방사능 표시(☢)나 해당 원소의 자료 사진으로 대체하는 경우도 있다. 원소 수집가 중에 메이저한 사람으로는 Wolfram Alpha를 개발한 울프럼 리서치의 공동 설립자이자 원소 수집 컬렉션에 관한 책(세상의 모든 원소 118; 영림카디널)을 쓰기도 한 시오도어 그레이가 있으며 2002년 이걸로 이그노벨상을 수상하기도 했다. 개인 뿐 아니라 과학관에서 실제 원소로 구성된 주기율표를 전시하는 경우도 있으며[27], 소량의 원소 샘플들을 아크릴에 밀봉하여 완제품 형태로 판매되는 주기율표도 있다.
- 원소 이름 대부분이 끝말잇기에서 한방단어다. 륨이나 슘은 윰라대왕(염라대왕의 방언), 윰차(유모차의 준말)이나 슘페터[28][29]로 바꿀수 있지만 모르는 사람이 대부분이고 귬, 듐, 뮴, 븀, 튬, 퓸은 애초에 없다.
- 주기율표 관련 애니메이션을 KBS에서 방송하기도 했다. 한일 합작이지만 한국어로는 볼 수 없어서 원소 이름이 일본어 표기로 나오며, 2009년 작품이라 2007년 화학용어 개정안 이후였지만, 개정된 지 얼마 되지않았을 때라 원소 이름이 지금과 매우 다르다.[30]
6. 관련 문서
7. 관련 사이트
- 원소주기율표
한국어 외 다국어도 지원, 원소를 상세하게 알려준다.
- 네이버캐스트 화학원소[31]
주기율표 순서로 원소의 특성을 연재했다. 2010년 7월 26일부터 1~2주에 한 번씩 연재했으며, 2016년 12월 10일부로 118번 원소인 오가네손까지의 연재를 완료했다. 추가로 인쇄용 주기율표도 같이 공개됐으니 참고할 것.
8. 둘러보기
| {{{#!wiki style="margin:-10px" | <tablebordercolor=#3C3733><tablebgcolor=#3C3733> | 드미트리 멘델레예프 관련 문서 | }}} |
| {{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px; min-height: 26px;" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px; word-break: keep-all;" | <colbgcolor=#f5f5f5,#2d2f34><colcolor=#3C3733> 일생 | 생애 | |
| 화학 | 주기율표,(32저마늄 · 101멘델레븀), | ||
| 소속 | 상트페테르부르크 국립대학교 · 키이우 공과대학교 | ||
| 기타 | 멘델레예프 전차 |
[1] 천국과 지옥을 기반으로 했다.[2] 왼쪽부터 오른쪽으로 갈수록 s-p(2주기부터)-d(4주기부터)-f(6주기부터)궤도순으로 전자가 채워지는데, 여기서 최외각 전자배치가 똑같거나 거의 비슷한 원소들끼리 화학적 성질이 비슷한 것들을 세로줄(예: 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨, 폴로늄, 리버모륨)로 나열한것이다.[3] "주양자수"를 나타내며, 간단히 말하자면 전자를 채워넣을 수 있는 오비탈의 에너지 준위와 종류(=전자 껍질의 수)를 나타낸다. 예를 들면 1주기는 전자를 넣을 수 있는 오비탈의 종류가 단 1개(1s)이고, 3주기는 전자를 넣을수 있는 오비탈의 종류가 3종류(3s,3p,3d)다(사실, 3주기에선 원래 3s,3p만 집어넣는 경우가 많지만, 3d에 최외곽 전자를 집어넣는 경우도 간혹 보인다-DNA뼈대에서의 인산결합이 그 예[4] 다만 위의 주기율표에서는 수소의 위치가 1족으로 되어 있지만 그 이중적인 화학적 특성 때문에 누가 만드느냐에 따라 1족 혹은 17족, 경우에 따라 두 곳 모두에 위치하는 경우도 있다. 또한 간혹 오비탈이 절반 비어있다는 이유로 탄소 위에 놓는 경우도 있다.[5] 수소는 유일하게 주기율표 상에서 양이온과 음이온 둘 다 될 수 있는 원소이다.[6] 산소등도 플루오린과 결합할 때 양이온이 되는 특수한 경우도 있다.[7] 금속성, 반도체 성질, 높은 화학 반응성, 상온에서 고체로 존재 등.[8] 수상자는 플루오린의 분리에 성공한 앙리 무아상. 사실 플루오린은 그 무지막지한 반응성 때문에 순수한 형태로 분리하는 게 지극히 어려우니, 무아상의 공로도 적지 않다.[9] 그래선지 대부분의 화학 1 교과서에선 주기율표를 설명할 때 원소 카드를 갖고 그가 갖고 놀던 방식으로 재현은 못하겠지만 카드 놀이를 하는 활동을 시킨다.[10] 실제로 멘델레예프의 주기율표에서 원소로 오해했던 혼합물 디디뮴이 있다.[11] 황화 암모늄.[12] 하지만 정작 주기율표에서 붕소 아래에는 알루미늄이 있고, 스칸듐 위에는 아무것도 없다. 물론 그 당시에서는 맞다고 생각했을 수 있겠다.[13] 주기율표의 순서는 양성자 개수의 순서[14] 전기음성도와는 달리 구체적인 숫자를 외울 필요는 없고, 각 원소별 대소 비교 정도만 할 줄 알면 된다.[15] 실제 선생님들이 여러 암기방법을 설명할 때 후자가 포함돼 있는 경우가 많다.[16] 약학대학입문자격시험이 있었던 시절 수험생들은 대부분 30번까지 외웠다. 일반화학의 전자 배치에서 d 오비탈을 가지는 원자의 전자 배치 문제가 종종 나왔기 때문. 사실 21번 스칸듐과 23번 바나듐은 몰라도 된다[17] 이런 경우 빗대기가 쉽지 않다.[18] 다른 방법으론 수소와 헬륨을 빼고 '리(Li)베(Be)브(B)크(C)노(N, O)프(F)네(Ne)'로 외우는 법도 있다[19] 아무래도 일반적인 이과 학생들에게 알려진 물리학의 이미지가 역학, 전자기학 위주라서 그런 것도 있다.[20] 일단 7주기와 란타넘족은 이름이 어렵다. 악티늄족도 어려운 편이지만 우라늄이나 플루토늄처럼 잘 알려진 원소들도 있고, 공식 명칭을 지을 때 아인슈타이늄이나 멘델레븀처럼 사람의 이름을 따거나, 캘리포늄처럼 지역의 명칭을 따는 등 과학자나 지역 명칭으로 이름을 지은 경우가 많아서 7주기 원소나 란타넘족보다는 외우기가 비교적 쉬운 편이다.[21] 아직 화학을 자세히 배우는 나이가 아니라면 하루에 4개 정도만 꾸준히 외워보자. 중학교 1학년 자유학기제를 이용하면 좋다.[22] 심지어 변리사 1차 자연과학개론 화학과목을 푸는데도 유용하다![23] 일부 옛날 책에 아이오딘의 원소 기호가 J로 되어 있다. 이유는즉슨 독일어로는 아이오딘을 요오드(Jod)라고 표기했기 때문.[24] 일본 국내 여론은 니호늄보다 자포늄으로 부르는 쪽을 선호하였으나, 자포늄이 잽(Jap, 영어로 일본인을 부르는 멸칭)과 어감이 비슷했기 때문에 결국 안 쓰였다.[25] 당연히 대부분의 원소들은 먹으면 안 되며, 이들 중에는 수은, 베릴륨, 카드뮴, 폴로늄, 플루토늄과 같이 극미랑만 섭취해도 매우 위험한 것들이 많다. 심지어 테크네튬과 프로메튬을 포함한 폴로늄 이후의 원소들은 전부 방사능 원소라 먹을 수가 없다.[26] 나트륨 자리에는 소금을, 플루오린 자리에는 치약을 놓는 식이다.[27] 물론 오가네손 같은 원소들은 실제 전시가 불가능하므로(...) 그냥 빈 상자에 이름만 써있는 경우가 많다.[28] 국어사전에 등재되어 있지만 기업가의 이름이기 때문에 대부분의 게임에서는 없는 단어다.[29] 이건 터븀으로 다시 공격받을 수 있다.[30] 그래서 아이오딘은 요오드로 표기되며 이 외에도 여러 원소들이 개정 전 이름으로 불린다.[31] 현재 네이버캐스트는 네이버 지식백과로 통합됐다.