주기율표 2 (족과 주기)

지난시간에는 주기율표를 소개해 드리면서 역사에 대해서 알아보는 시간을 가졌습니다.

혹시 지난번 내용이 궁금하신 분들이 아래 링크를 이용해주세요.

 

2021/01/04 - [화학을 배웁니다/화학 이론] - 주기율표 1 (소개 및 역사)

주기율표 1 (소개 및 역사)

 

이번 시간에는 주기율표에 있는 족과 주기에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

 

 

1. 족(family)과 주기(period)

 

주기율표의 세로줄을 족, 영어로는 family 라고 부르고 가로줄을 주기, 영어로 period라고 부릅니다.

지난시간에 다뤘던 바와 같이 이 족과 주기는 여러가지 경향성에 따라서 분류되고 정렬되어 있습니다.

족이 하나씩 증가할 수록 최외각 전자의 수가 한개씩 증가하며 

주기가 하나씩 증가할 수록 전자껍질의 수가 증가합니다.

 

예를 들어 탄소(6번)와 질소(7번) 그리고 실리콘(14번)을 비교해 봅시다.

 

탄소에는 전자가 6개 질소에는 7개 그리고 실리콘에는 14개가 있습니다.

가장 안쪽에 있는 전자껍질 즉 오비탈(orbital)의 이름은 s이고 그 다음 껍질들의 이름은 p, d, f 입니다.

 

14족 2주기에 있는 탄소를 보면 전자가 s 오비탈에 두개 그리고 p 오비탈에 네 개가 있습니다. 

15족 2주기에 있는 질소를 보면 전자가 s 오비탈에 두개 그리고 p 오비탈에 다섯 개가 있습니다. 

14족 3주기에 있는 실리콘를 보면 전자가 s 오비탈에 두개, p 오비탈에 여덟 개, d 오비탈에 네 개가 있습니다.

 

어떠신가요? 벌써 이해가 되시나요?

족이 하나씩 증가할 수록 최외각 전자의 수가 한개씩 증가하여

탄소와 질소를 비교해보면 가장 바깥쪽 오비탈(최외각)에 있는 전자가 한개 차이가 납니다. 

주기가 하나씩 증가할 수록 전자껍질의 수가 증가하여

탄소와 실리콘을 비교해보면 오비탈의 갯수가 한개 차이가 납니다. 

 

추가로 가장 바깥쪽의 오비탈에는 최대 8개의 전자가 채워질 수 있는데 이를 옥텟 룰(Octet rule)이라고 부릅니다.

이 옥텟 룰에 대한 간략한 역사를 알아보면,

1904년 리차드 아벡(Richard Abegg)은 처음으로 배위수(coordination number)와 원자가(valence)를 연결하여 생각한 이후, 1916년 길버트 루이스(Gilbert N. Lewis)가 아벡의 발견을 토대로 8의 규칙(rule of eight)을 처음 만들어 냅니다. 그리고 1919년, 어빙 랭뮈어(Irving Langmuir)가 이 모든 것들을 종합하여 octet theory를 만들었습니다. 이 octet theory가 우리가 지금 알고 있는 옥텟 룰입니다. 

 

 

 

 

2. 예외

 

아쉽게도 이러한 규칙들은 원소 20번까지만 적용이 됩니다.

제한된 규칙들로 초기의 발견들을 카테고리화 하다보니 20번이후의 원소로 갈 수록 오류들이 발견되기 시작합니다. 

그래서 지금까지 우리가 배운 내용들을 포괄하면서도 20번 이후의 원소들의 규칙성까지도 총 망라하는 새롭고 구체화된 규칙들이 생겨납니다. 

 

아 짜증나죠...뭐 좀 이해핬다 싶으면 맨날 예외가 있대...ㅅㅂ

그래도 화학발전소가 여러분과 함께하니까 걱정말고 따라오시길 바라며!!

다음 시간에는 20번 이후의 원소들에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

2021/01/24 - [화학을 배웁니다/화학 이론] - 주기율표 3 (오비탈, 쌓음 원리)

주기율표 3 (오비탈, 쌓음 원리)

 

 

이상 화학 발전소였습니다.

 

 

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