원자성
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1. 개요
원자성은 분자를 구성하는 원자의 개수를 의미한다. 원자성은 단원자 분자, 이원자 분자, 삼원자 분자, 다원자 분자로 분류되며, 동일한 원소의 동소체에 따라 달라질 수 있다. 비활성 기체는 단원자 분자이며, 할로젠은 일반적으로 이원자 분자이다. 원자성은 분자량을 원자량으로 나누어 계산할 수 있으며, 주기율표의 원소별 원자성 값을 통해 확인할 수 있다.
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2. 원자성의 분류
원자성에 따라 분자는 다음과 같이 분류할 수 있다.
- 단원자 분자: 한 개의 원자로 구성된다. 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 등이 이에 해당한다.
- 이원자 분자: 두 개의 원자로 구성된다. 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 플루오린(F2), 염소(Cl2) 등이 이에 해당한다.
- 삼원자 분자: 세 개의 원자로 구성된다. 오존(O3)이 대표적인 예이다.
- 사원자 분자, 오원자 분자, 육원자 분자, 칠원자 분자, 팔원자 분자: 각각 4개, 5개, 6개, 7개, 8개의 원자로 구성된 분자를 의미한다.
원자성은 동일한 원소의 서로 다른 동소체에서 달라질 수 있다.
금속이나 탄소와 같이 일부 화학 원소는 수많은 원자들이 불확정적으로 화학 결합을 이루고 있어 정확한 원자성을 결정하기 어렵다. 이들은 일반적으로 원자성을 2로 지정한다.
단원자 분자의 원자성은 분자량을 원자량으로 나누어 계산할 수 있다. 예를 들어, 산소의 분자량은 31.999[3]이고 원자량은 15.879[4]이므로, 원자성은 약 2이다(31.999/15.879 ≈ 2).
2. 1. 단원자 분자
비활성 기체는 모두 1개의 원자로 구성된 단원자 분자이다. 예시로는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 등이 있다.[3]2. 2. 이원자 분자
이원자 분자는 두 개의 원자로 구성된 분자이다. 예시로는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 플루오린(F2), 염소(Cl2) 등이 있다. 할로젠은 일반적으로 이원자 분자이다.[3]2. 3. 삼원자 분자
세 개의 원자로 구성된 분자를 삼원자 분자라고 하며, 오존(O3)이 대표적인 예이다.[3]2. 4. 다원자 분자
4개 이상의 원자로 구성된 분자를 통칭한다. 사원자 분자(네 개의 원자로 구성), 오원자 분자(다섯 개의 원자로 구성), 육원자 분자(여섯 개의 원자로 구성), 칠원자 분자(일곱 개의 원자로 구성), 팔원자 분자(여덟 개의 원자 포함) 등이 있다.[3][4]3. 원자성과 화학 결합
원자성은 분자를 구성하는 원자 간의 화학 결합 방식에 따라 달라진다.[3][4] 분자는 원자 수에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.
- 단원자 분자: 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 등과 같이 한 개의 원자로 구성된다. 모든 비활성 기체는 단원자 분자이다.
- 이원자 분자: 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 플루오린(F2), 염소(Cl2) 등과 같이 두 개의 원자로 구성된다. 할로젠은 일반적으로 이원자 분자이다.
- 삼원자 분자: 오존(O3)과 같이 세 개의 원자로 구성된다.
- 사원자 분자, 오원자 분자, 육원자 분자, 칠원자 분자, 팔원자 분자 등도 존재한다.
원자성은 동일한 원소의 서로 다른 동소체에서 달라질 수 있다.
금속과 탄소와 같은 일부 다른 화학 원소는 큰 수의 불확정적인 원자들이 서로 화학 결합되어 있기 때문에 정확한 원자성을 결정할 수 없다. 이들은 일반적으로 원자성을 2로 지정한다.
단원자 분자의 원자성은 분자량을 원자량으로 나누어 계산할 수 있다. 예를 들어, 산소의 분자량은 31.999이고, 원자량은 15.879이므로,[3][4] 원자성은 약 2이다.
원자성은 일반적인 변화가 없으며, 특정 원소의 분자를 형성하기 위해 원자가 자기 자신과 맺는 결합의 유형에 따라 달라진다. 주기율표의 처음 30개 원소에 대한 가장 일반적인 원자성 값은 다음과 같다.
| 원자 번호 | 원소 | 원자성 |
|---|---|---|
| 1 | 수소 (H) | 2 |
| 2 | 헬륨 (He) | 1 |
| 3 | 리튬 (Li) | 1 |
| 4 | 베릴륨 (Be) | 1 |
| 5 | 붕소 (B) | 1 |
| 6 | 탄소 (C) | 1 |
| 7 | 질소 (N) | 2 |
| 8 | 산소 (O) | 2 |
| 9 | 플루오린 (F) | 2 |
| 10 | 네온 (Ne) | 1 |
| 11 | 나트륨 (Na) | 1 |
| 12 | 마그네슘 (Mg) | 1 |
| 13 | 알루미늄 (Al) | 1 |
| 14 | 규소 (Si) | 1 |
| 15 | 인 (P) | 4 |
| 16 | 황 (S) | 8 |
| 17 | 염소 (Cl) | 2 |
| 18 | 아르곤 (Ar) | 1 |
| 19 | 칼륨 (K) | 1 |
| 20 | 칼슘 (Ca) | 1 |
| 21 | 스칸듐 (Sc) | 1 |
| 22 | 티타늄 (Ti) | 1 |
| 23 | 바나듐 (V) | 1 |
| 24 | 크롬 (Cr) | 1 |
| 25 | 망가니즈 (Mn) | 1 |
| 26 | 철 (Fe) | 1 |
| 27 | 코발트 (Co) | 1 |
| 28 | 니켈 (Ni) | 1 |
| 29 | 구리 (Cu) | 1 |
| 30 | 아연 (Zn) | 1 |
3. 1. 공유 결합
비금속 원자들은 전자를 공유하며 공유 결합을 형성한다. 이 경우, 비교적 명확한 원자성을 갖는 분자를 형성한다.4. 주기율표와 원자성
원자성은 일정하게 정해진 규칙은 없다. 원자성은 특정 원소가 분자를 형성하기 위해 자기 자신과 맺는 결합 유형에 따라 달라진다. 주기율표의 처음 30개 원소 중 일부의 일반적인 원자성 값은 다음과 같다.
| 원자 번호 | 원소 | 원자성 |
|---|---|---|
| 21 | 스칸듐 (Sc) | 1 |
| 22 | 티타늄 (Ti) | 1 |
| 23 | 바나듐 (V) | 1 |
| 24 | 크롬 (Cr) | 1 |
| 25 | 망가니즈 (Mn) | 1 |
| 26 | 철 (Fe) | 1 |
| 27 | 코발트 (Co) | 1 |
| 28 | 니켈 (Ni) | 1 |
| 29 | 구리 (Cu) | 1 |
| 30 | 아연 (Zn) | 1 |
주기율표의 처음 30개 원소 중 1족, 2족, 13족-18족 원소의 일반적인 원자성은 하위 섹션에서 확인할 수 있다.
4. 1. 1족, 2족, 13족-16족 원소
주기율표의 처음 30개 원소 중 1족, 2족, 13족-16족 원소들의 일반적인 원자성은 다음과 같다.| 원자 번호 | 원소 | 원자성 |
|---|---|---|
| 1 | 수소 (H) | 2 |
| 2 | 헬륨 (He) | 1 |
| 3 | 리튬 (Li) | 1 |
| 4 | 베릴륨 (Be) | 1 |
| 5 | 붕소 (B) | 1 |
| 6 | 탄소 (C) | 1 |
| 7 | 질소 (N) | 2 |
| 8 | 산소 (O) | 2 |
| 9 | 플루오린 (F) | 2 |
| 10 | 네온 (Ne) | 1 |
| 11 | 나트륨 (Na) | 1 |
| 12 | 마그네슘 (Mg) | 1 |
| 13 | 알루미늄 (Al) | 1 |
| 14 | 규소 (Si) | 1 |
| 15 | 인 (P) | 4 |
| 16 | 황 (S) | 8 |
| 17 | 염소 (Cl) | 2 |
| 18 | 아르곤 (Ar) | 1 |
| 19 | 칼륨 (K) | 1 |
| 20 | 칼슘 (Ca) | 1 |
대부분의 원소는 단원자 분자 형태를 띠지만, 수소, 질소, 산소, 플루오린, 염소는 이원자 분자 형태를 띠고, 인은 4원자 분자, 황은 8원자 분자 형태를 띤다.
4. 2. 17족 원소 (할로젠)
17족 원소인 플루오린(F), 염소(Cl)는 일반적으로 이원자 분자 형태를 띤다.
4. 3. 18족 원소 (비활성 기체)
18족 원소는 모두 단원자 분자 형태를 띤다.[1] 주기율표에서 18족에 속하는 원소는 다음과 같다.
5. 원자성 계산
분자량을 원자량으로 나누어 원자성을 계산할 수 있다.[3] 예를 들어, 산소의 분자량은 31.999이고,[3] 원자량은 15.879이므로,[4] 원자성은 약 2(31.999/15.879 ≈ 2)이다.
참조
[1]
간행물
Deteclormination of Chlorine in Oxygen From Solid Chemical Oxygen Generators
SAE Internationally
[2]
논문
New ligand platforms featuring boron-rich clusters as organomimetic substituents
2013-04-30
[3]
웹사이트
Molecular oxygen {{!}} O2
http://www.chemspide[...]
[4]
웹사이트
Edward W. Morley and the Atomic Weight of Oxygen - National Historic Chemical Landmark
https://www.acs.org/[...]
2022-10-03
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