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무기화학/주기율표

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주기율표-16족 원소 16족 원소들은 최외각 전자가 6개(ns2 np4의 전자배치)이며 비금속성인 원소(산소, 황, 셀레늄)와 금속성인 원소(폴로늄), 그리고 중간적인 성질을 나타내는 원소(텔루륨)를 모두 포함하고 있습니다. '칼코젠'이라고도 부릅니다. 산소는 지구 대기의 21%를 차지하는 무색의 기체로, 반응성이 크다는 특징을 갖고 있습니다. 산소에 대해서는 할 이야기가 매우 많기에, 다음에 다른 글에서 자세히 다루도록 하겠습니다. 황은 전형적인 비금속 원소입니다. 상온에서 노란색의 고체 상태로 존재하며, 선사 시대 부터 알려져있었습니다. 연금술사들은 금과 같이 노란색을 띠는 황에 관심을 가졌으며, 후에는 화약(황과 질산칼륨, 석탄 가루의 혼합물)의 재료로 사용되었습니다. 셀레늄은 건식 인쇄 방식에서 감광막으로 쓰이며 황화..
주기율표-15족 원소 15족 원소들은 5개의 최외각 전자(ns²np³의 전자 배치)를 가지며 다른 족들과 마찬가지로 아래로 내려갈수록 금속성이 커지고(전기 음성도 값을 통해 알 수 있음) 각 원소마다 독특한 성질을 갖는다는 특징이 있습니다. 질소와 인은 비금속으로 주로 반응성이 큰 금속과 반응하여 -3가의 음이온이 되며 염을 형성합니다. 비스무트와 안티모니는 금속성이 있어 쉽게 전자를 잃고 양이온이 됩니다. 이 원소들은 5개의 원자가 전자를 갖고 있지만 5개의 전자를 모두 잃고 +5가의 양이온이 되기에는 너무 큰 에너지가 필요해 이러한 이온을 포함한 화합물은 존재하지 않습니다. 15족 원소는 15족 원소를 중심으로 하고 3, 5, 6개의 공유결합을 형성한 분자 혹은 이온을 만들 수 있습니다(단, 질소는 크기가 작아 3개의 공..
주기율표-14족 원소 14족 원소들은 4개의 최외각 전자를 가지며(ns2 np2의 전자 배치) 13족 원소들과 마찬가지로 원자번호가 커질수록(아래로 내려갈수록) 금속성이 커져 탄소는 비금속, 규소와 저마늄(舊 게르마늄)은 준금속이지만 나머지 주석과 납은 금속입니다. 모든 14족 원소들은 비금속 원소와 최대 4개의 결합을 형성할 수 있습니다. 탄소는 유기화학에서 매우 중요한 원소로 π결합을 형성하는 능력이 다른 14족 원소들과 달라 탄소화합물에서 탄소 사이의 결합이 성질에 큰 영향을 주는 원인이 됩니다. 규소는 주로 산소와 결합해 규산염의 형태로 지구상의 암석의 대부분을 구성합니다. 반도체의 원료로 사용되기도 합니다. 저마늄도 규소와 마찬가지로 반도체의 제작에 사용됩니다. 주석은 녹는점이 섭씨 231도로 낮고 산화에도 강하기에..
주기율표-13족 원소 13족 원소들은 3개의 최외각 전자를 가지며(ns2np1의 전자배치) 아래로 내려갈수록 금속성이 증가해 가장 위의 붕소를 제외한 알루미늄, 갈륨, 인듐과 탈륨은 전부 금속입니다(니호늄은 수명이 매우 짧은 인공 원소로 논외). 붕소(B)는 수소와 결합해 탄소처럼 많은 수의 수소화물을 형성 하고, 규소와 같이 산소를 포함하는 복잡한 구조의 화합물(붕소산)을 형성하는 등 탄소나 규소와 성질이 유사한, 이질적인 원소입니다. 알루미늄(Al)은 높은 전기 전도도와 열 전도성을 갖는 동시에 공유결합을 형성하는 등, 금속성과 비금속성을 동시에 갖는 것이 특징입니다. 갈륨(Ga)은 물처럼 응고하면 부피가 커지고, 녹는점이 매우 낮지만(섭씨 29.8도) 끓는점은 다른 금속들과 비슷해 금속 중 가장 넓은 범위의 온도에서 액..
주기율표-목차 개관/1족 원소 2족 원소/전이 금속 13족 원소
주기율표-2족원소, 전이 원소 2족 원소들은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 등의 최외각 전자가 2개(ns2의 전자 배치)인 원소를 칭하는 말입니다. 알칼리 토금속이라고도 부르는데, 이는 1족 알칼리 금속과 3족 토금속의 사이에 위치해 있기 때문입니다. 물과 반응하여 수소 기체를 발생시키고 물을 염기성으로 만드는 등 알칼리 금속과 비슷한 성질을 지니는데, 알칼리 금속에 비하면 상대적으로 반응이 완만하고 알칼리 금속에 비해서는 밀도와 경도가 모두 높다는 특징이 있습니다. 3~12족 원소들은 전이 원소라 합니다. 전부 금속에 해당하기에 전이 금속이라 부르기도하며, 대부분 원자가 전자가 1개 혹은 2개이기 때문에 서로 성질이 비슷합니다. 화합물은 대부분 색을 띠며(대표적으로 황산구리는 푸른색을 띰) 반응성이 약하여 촉매로 쓰이는 경우가..
주기율표-개관과 1족 원소 주기율표는 원소들의 성질에 따라 원소를 배열한 표입니다. 주기율표는 크게 세로줄인 족과 가로줄인 주기로 이루어지는데, 주기는 원자의 전자껍질수(엄밀하게는 바닥상태 원자의 오비탈의 주양자수)를 의미하고, 족은 최외각 전자의 수를 의미합니다. 같은족에 위치한 원소는 대부분 성질이 비슷한데, 이는 결합에 관여하는 전자인 원자가 전자의 수가 같기 때문입니다. 1족 원소들은 최외각 전자가 1개(ns1의 전자배치)로 수소를 제외하면, 원자가 전자를 쉽게 잃어 반응성이 매우 큰 금속들입니다. 리튬, 나트륨(소듐), 칼륨(포타슘)등이 존재하며, 이들을 통틀어 알칼리 금속이라 합니다. 알칼리 금속들은 대부분 물과 격렬히 반응하여 수소 기체를 만들고 물을 염기성으로 만들며(반응하여 금속 양이온과 수산화 이온, 수소 기체가..