주기율표의 족과 주기란 무엇일까요?

족: 18개의 열

족은 왼쪽에서 오른쪽으로 1부터 18까지 번호가 매겨집니다. 이는 화학 명명 규칙을 정하는 국제 기구인 IUPAC이 권장하는 번호 체계입니다. 미국의 많은 교과서는 주족에만 1A부터 8A까지 번호를 매기는 예전 체계도 사용하므로, 17족을 7A족, 18족을 8A족이라고 부르는 경우도 있습니다.

1족, 2족, 13족부터 18족까지가 주족입니다. 표 가운데에 있는 3족부터 12족까지는 전이 금속입니다.

같은 족의 원소들이 비슷하게 행동하는 이유

같은 주족의 원소들은 바깥쪽 전자의 배치가 같습니다. 리튬([He] 2s¹), 나트륨([Ne] 3s¹), 칼륨([Ar] 4s¹)은 각각 원자가 전자가 하나뿐이며, 이를 쉽게 잃고 Na⁺ 같은 +1 이온이 됩니다. 그래서 세 원소 모두 무르고 반짝이는 금속이며, 물과 반응하여 수소 기체와 수산화물을 만듭니다.

같은 생각이 표의 오른쪽에도 적용됩니다. 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘은 각각 원자가 전자가 7개(ns² np⁵)이며 전자 1개를 더 얻어 Cl⁻ 같은 −1 이온이 됩니다. 그 결과 이들은 모두 나트륨과 1:1 비율로 결합합니다. NaF, NaCl, NaBr, NaI가 그 예입니다.

주족의 이름

1족에서 수소를 제외한 원소는 알칼리 금속으로, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘이 있습니다. 2족은 베릴륨에서 라듐까지의 알칼리 토금속입니다. 3족부터 12족까지는 전이 금속이며, 철, 구리, 은, 금 같은 일상의 금속이 여기에 포함됩니다.

13족은 붕소족이고 14족은 탄소족입니다. 15족은 질소족으로 프닉토젠이라고도 하고, 16족은 산소족으로 칼코젠이라고도 합니다. 17족은 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘 같은 할로젠이며, 18족은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈 같은 비활성 기체입니다.

주기: 7개의 행

주기는 위에서 아래로 1부터 7까지 번호가 매겨집니다. 주기 번호는 원자가 사용하는 가장 바깥쪽 전자 껍질의 번호와 같습니다. 나트륨에서 아르곤까지 3주기의 모든 원소는 원자가 전자가 세 번째 껍질(3s와 3p)에 있습니다.

각 주기가 서로 다른 부껍질들을 채우기 때문에 주기마다 길이가 다릅니다. 1주기에는 원소가 2개(수소와 헬륨)뿐이고, 2주기와 3주기에는 각각 8개, 4주기와 5주기에는 각각 18개, 6주기와 7주기에는 본표 아래에 인쇄된 란타넘족과 악티늄족을 포함해 각각 32개가 있습니다.

주기를 가로지르며 변하는 것

한 주기를 왼쪽에서 오른쪽으로 가면 각 원소는 앞의 원소보다 양성자와 전자가 하나씩 더 많습니다. 추가된 전자는 같은 바깥쪽 껍질에 들어가고, 커져 가는 원자핵의 양전하가 전자들을 더 세게 끌어당깁니다.

그 결과 원자는 대체로 작아지고, 전기 음성도와 이온화 에너지는 커지며, 원소는 금속에서 비금속으로 바뀝니다. 3주기가 이를 분명하게 보여 줍니다. 나트륨, 마그네슘, 알루미늄은 금속이고, 규소는 준금속이며, 인, 황, 염소는 비금속이고, 아르곤은 비활성 기체입니다. 전기 음성도는 나트륨의 0.93에서 염소의 3.16까지 올라갑니다.

원소의 족과 주기 찾기

전자 배치로 원소의 위치를 알아낼 수 있습니다. 가장 높은 껍질 번호가 주기입니다. s 블록 원소는 족 번호가 바깥쪽 전자의 수와 같고, p 블록 원소는 거기에 10을 더합니다. 황은 [Ne] 3s² 3p⁴이므로 가장 높은 껍질이 3이어서 3주기이고, 바깥쪽 전자가 6개이므로 16족입니다. 칼슘은 [Ar] 4s²이므로 4주기 2족입니다.

헬륨은 눈여겨볼 원소입니다. 전자가 2개(1s²)뿐인데도 다른 비활성 기체처럼 바깥쪽 껍질이 가득 차 있기 때문에 18족에 놓입니다.