週期律表 (週期律表, 文化語 : 週期率票, 英語 : periodic table ) 또는 週期表 (週期表)는 元素 를 區分하기 쉽게 性質에 따라 配列한 表로, 러시아 의 드미트리 멘델레예프 가 처음 提案했다. 1915年 헨리 모즐리 는 멘델레예프의 週期律表를 改良시켜서 原子番號順으로 配列했는데, 이는 現代의 元素 週期律表와 類似하다. 原子 番號 가 커짐에 따라 性質이 비슷한 元素가 週期的으로 나타나는 性質인 週期性을 基準으로 元素들을 配列하였다. 週期律表의 가로行은 周忌 라 부르고, 세로熱은 族 이라 부른다. 週期마다 같은 性質의 元素가 反復的으로 나타나기 때문에, 같은 族의 元素들은 서로 類似한 化學的 特性을 보인다. 電子를 가지고 있으려 하는 非金屬性 은 大體로 오른쪽이 더 높으며, 反對로 電子를 주려고 하는 金屬性 은 大體로 왼쪽이 더 높다. 이러한 化學的 性質은 各 元素의 電子 配置 에 起因한다.

1869年 러시아의 化學者 드미트리 멘델레예프 가 原子 質量 에 따라 元素의 化學的 性質이 週期的으로 變化하는 것에 着眼하여 週期律表를 처음으로 만들었다. 當時에는 모든 元素가 發見되지 않았기 때문에 元素 사이에 空白이 남아있었는데, 멘델레예프는 元素의 週期性에 着眼하여 元素를 새로 發見하기도 하였다. 元素의 週期性은 19世紀 後半에 事實로 認識되었으며, 原子 番號 가 發見되고 20世紀 初에 量子力學 을 통해 原子의 內部 構造를 探究하며 再確認되었다. 글렌 T. 시보그 가 1945年에 악티늄족 이 d-블록 元素가 아닌 f-블록 元素라는 事實을 發見함으로써 現代의 週期律表 틀이 完成되었다.

週期律表는 科學의 發展에 따라 繼續 改正되고 있다. 自然系에서는 原子 番號 94까지 存在하는 元素들만 存在하는데, 科學者들은 實驗室에서 原子番號 94보다 더 무거운 元素들을 合成하고 있다. 現在에는 118個의 元素들이 알려져 있으며 表意 처음 일곱 週期를 빈틈 없이 채우고 있다. 이 일곱 줄을 넘어서 票가 얼마나 뻗어나갈지, 票의 알려진 部分의 週期率이 언제까지 이어질지는 아직 알려지지 않았다. 또한 一部 元素가 週期律表에 올바르게 配置되었는지에 對한 科學的 論議가 繼續되고 있다.

歷史 [ 編輯 ]

되베라이너의 세 雙 元素 [ 編輯 ]

週期律表의 歷史는 요한 볼프강 되베라이너 의 "세 雙 元素"로부터 始作된다. 그는 實驗을 통해 세 個의 元素로 이루어진 무리 中 어떤 元素들은 첫 番째 元素와 세 番째 元素의 物理量 平均이 두 番째 元素의 物理量과 같음을 確認했다. 그 具體的인 例로는 ' 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba)'의 세 元素가 있다 여기서 스트론튬 (Sr)의 物理量은 칼슘(Ca)과 바륨(Ba) 元素의 物理量을 合하여 2로 나눈 平均값과 비슷하거나 같다. 되베라이너는 이들을 세 雙의 元素 라고 불렀다. 이러한 세 雙 元素 關係를 滿足하는 元素들은 칼슘-스트론튬-바륨, 鹽素-브로民-아이오딘, 그리고 리튬-나트륨-칼륨이 代表的인데 이를 滿足하는 元素수가 적어 認定받지 못하였다. 세 雙 元素는 현대 週期律表에서 같은 族에 該當된다.

뉴랜즈의 옥타브 설 [ 編輯 ]

英國 의 科學者 존 뉴랜즈 는 元素들을 原子量의 巡으로 配列하면 8番째 元素마다 비슷한 性質의 元素가 나타나는 것을 發見하였고, 이를 피아노의 槪念에 代入하였지만 이 對應性은 3番째 줄에서부터 어긋나기 始作했고, 처음 이 理論이 發表되었을 때만 해도 그는 웃음거리가 되었으나 以後 여러 가지 實驗이 뉴랜즈의 法則의 重要性을 보였다. 現代 週期律表에서 週期槪念의 始初가 되었다.

드미트리 멘델레예프(1834~1907) [ 編輯 ]

드미트리 멘델레예프 는 化學 敎授였다. 멘델레예프는 元素의 規則을 밝히기 위해 이런저런 試圖를 하다가 結局 元素들을 原子量順으로 羅列하면 되베라이너의 세雙元素, 뉴랜즈의 옥타브 法則을 滿足하게 된다는 것을 알게 되었다. 그는 원소가 어떤 函數의 結果라는 것을 確實히 믿었지만 非活性 氣體가 發見되면서 그의 週期律表는 바뀌기 始作했다. 멘델레예프가 만든 週期律表에는 빈자리가 있었다. 그리고 그 빈자리에 언젠가는 빈 칸을 채울 元素가 發見될 것이라고 主張했다. 멘델레예프의 週期律表는 陽性子의 數의 順序로 첫 칸부터 118番째 칸까지 채워지게 된다.

모즐리의 法則 [ 編輯 ]

멘델레예프의 問題는 英國의 모즐리 에 依해 풀렸다. 그는 陰極線管을 利用하여 生成되는 X線의 波長을 硏究하여 陽性子 數에 따라 化學的 性質이 달라진다는 것을 밝혀냈다. 이를 모즐리의 法則 이라하며, 이것을 基本으로 現代的 意味의 週期律表가 誕生하였다.

元素의 分類 [ 編輯 ]

類似한 性質을 가지는 元素들의 集合을 일컫는 用語가 여럿 있다. 그中 IUPAC 이 認定하는 것은 알칼리 金屬 , 알칼리 土金屬 , 질소족 , 칼코젠 , 할로젠 , 非活性 氣體 가 있다. 元素의 性質이 週期的으로 反復되기 때문에, 各 集合은 各各 하나의 族에 對應된다. 對應되는 이름이 없는 族의 境遇, 가장 첫 番째 元素의 이름을 따 부르기도 한다. 例를 들어 6族 元素의 境遇 크롬 으로부터 따와 크롬족(chromium group)이라고 부르기도 한다. ^[1] 이와는 反對로 IUPAC이 깔끔히 定義내리지는 않았지만 通用되는 元素의 分類로는 金屬 , 卑金屬 , 準金屬 의 分類가 있다. 이에 對해 一致된 見解는 없다. ^{[2] [3] [1]} 轉移 金屬 의 뒤를 잇는 金屬들을 부르는 用語 亦是 제대로 된 合意가 이루어지지 않았기 때문에 前以後(post-transition) 金屬 또는 不良(poor) 金屬이라고 불린다. ^[a] 一部 論文에서는 相當히 다른 化學的 特性을 間或 보인다는 理由로 12族 元素를 轉移 金屬에서 除外하지만, 普遍的인 認識은 아니다. ^[4]

란타넘족은 란타넘 (57番, La)에서 루테튬 (71番, Lu)까지의 稀土類 元素이다. 란타넘족은 原子番號가 늘어나면서 4f 오비탈을 채운다. 過去에는 세륨 (Ce)부터 루테늄까지를 한묶음으로 分類했지만, 現代에는 란타넘까지 묶는 表記가 一般的으로 使用되고 있다. ^[1] 여기에 스칸듐 과 이트륨 을 더해 稀土類 元素 라고 부른다. ^[1] 이와 마찬가지로 악티늄족은 악티늄(89番, Ac)에서 로렌슘(103番, Lr)까지의 元素를 가리킨다. 악티늄족은 原子番號가 늘어나면서 5f 오비탈을 채운다. 이 亦是 過去에는 토륨 (Th)부터 로렌슘까지를 한묶음으로 分類했지만, 現代에는 악티늄까지 묶는 表記가 一般的으로 使用되고 있다. ^[1] 란타넘족 元素보다는 같은 族 元素끼리의 性質差異가 훨씬 크다. ^[5] IUPAC는 -ide 接尾辭가 一般的으로 陰이온을 나타내므로 模糊性을 避하기 위해 란타노이드와 額티盧이드라 부를 것을 勸告한다. ^[1] 루테튬과 로렌슘을 3族 元素로 생각하는 一部 學者들은 란타넘족 元素를 란타넘에서 이터븀 (Yb)까지로 定義하고, 악티늄족 元素를 악티늄에서 노벨륨 (No)까지로 定義하여 f-블록과 一致시키기도 한다. ^{[6] [7] [8] [9]}

위에 羅列한 分類 外에도 分野에 따라서 여러 分類를 使用한다. 天體物理學 에서는 原子 番號가 2보다 큰 元素, 卽 水素와 헬륨을 除外한 모든 元素를 金屬이라 부른다. ^[10] 半金屬이라는 分類도 物理學에서 化學에서 서로 다르게 分類한다. 例를 들어 비스무트 는 物理學의 定義에서는 半金屬이지만, 大部分의 化學者들은 金屬으로 看做한다. ^[11] 重金屬 처럼 널리 使用되지만, 實際로는 嚴密하게 定義되지 않은 分類도 存在한다. ^[12]

學者들마다 使用하는 用語에도 差異가 있다. 例를 들어, IUPAC는 매우 放射性이 剛한 超重金屬 오가네손 을 包含한 모든 18族 元素를 非活性 氣體로 分類한다. ^[13] 그러나 오가네손의 實際 化學的 性質을 計算한 結果는, 오가네손이 相對論 敵 效果로 인해 非活性이 아닐 것이며 甚至於는 常溫에서 氣體도 아닐 수 있다고 豫測한다. ^[14] 日本의 學者들은 알칼리 土金屬에 베릴륨 과 마그네슘 을 包含시키지 않는 境遇가 있는데, 이는 마그네슘보다 더 무거운 2族 元素들과 性質에 差異가 있기 때문이다. ^[15]

論爭거리 [ 編輯 ]

週期律表에는 現代에도 여러 論爭거리가 남아있다. 週期律表 全體를 외울 必要가 있냐는 목소리가 있지만, 大學校에서 轉移金屬 을 배우는 것이 아니라면 原子番號 1番부터 20番까지만 외우면 充分하다.

水素의 位置 [ 編輯 ]

水素 와 헬륨 의 位置에 對한 論爭이 이어지고 있다. 現在의 週期律表에서는 水素 를 알칼리 金屬과 마찬가지로 가장 바깥쪽 껍질에 電子 를 하나 가진 리튬 위에 配列한다. 그러나 一部에서는 水素는 金屬 元素가 아니며 水素가 電子 의 構造 面에서는 알칼리 金屬 이 아닌 할로겐 에게 가깝고 할로젠 元素 와 性質이 비슷하다고 主張하며, 水素의 位置를 17族 元素 로 옮겨야 한다고 主張한다. ^[16]

마찬가지로 생각해서, 水素가 1族 元素라면 헬륨 도 베릴륨 위에 2族 元素로 配置해야 한다는 說이 있다. 그러나 헬륨은 非活性 氣體 이므로 現在처럼 네온 位인 18族 元素 가 가장 適當하다고 한다. ^[17]

各州 [ 編輯 ]

引用株 [ 編輯 ]

內容主 [ 編輯 ]

같이 보기 [ 編輯 ]

• 週期律表 (標準)
• 擴張 週期律表
• 元素
• 週期律表 (標準 原子量)

外部 링크 [ 編輯 ]

• IUPAC 웹사이트의 週期律表
• 大韓化學會 웹사이트의 週期律表
• 위키미디어 公用에 週期律表 關聯 미디어 分類가 있습니다.