전형 원소

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1. 개요
2. 성질
- 2.1. 족에 따른 성질 변화
- 2.2. 주기에 따른 성질 변화
3. 전형 원소의 족
4. 제12족 원소의 분류에 대한 논란
참조

1. 개요

전형 원소는 주기율표에서 s-블록과 p-블록에 속하는 원소들을 지칭하며, 족 또는 주기에 따라 성질이 규칙적으로 변화하는 특징을 보인다. 족마다 특유의 성질을 나타내며, 옥텟 규칙을 따르는 경우가 많다. 족 번호가 작을수록 양이온이 되기 쉽고, 클수록 음이온이 되기 쉽다. 단체의 성질은 주기율표 오른쪽 위로 갈수록 공유 결합성이 강해지고, 왼쪽 아래로 갈수록 금속성이 강해진다. 단주기 족 번호를 N이라고 할 때, 최대 양의 산화수는 +N, 최소 음의 산화수는 -(8-N)이다. 12족 원소의 분류에 대해서는 학계에서 논란이 존재한다.

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전형 원소
개요
주기율표에서 주족 원소 강조
주기율표 위치	1족, 2족 및 13족~18족 원소 (수소와 헬륨 포함)
전자껍질	가장 바깥 전자 껍질이 완전히 채워지지 않았음
일반적 특성	높은 반응성 (특히 1족 및 17족) 금속, 준금속, 비금속 다양한 특성 다양한 산화 상태
명명법
IUPAC 정의	1족, 2족, 13족에서 18족에 속하는 화학 원소의 모음
주족 원소	IUPAC 명명법에서는 1족, 2족, 13족에서 18족에 속하는 화학 원소를 의미 이 정의는 수소와 헬륨을 포함하며, 이들은 각각 1족과 18족에 위치함
상세 설명
구성 원소	수소 (H) 리튬 (Li), 베릴륨 (Be) 나트륨 (Na), 마그네슘 (Mg) 칼륨 (K), 칼슘 (Ca) 루비듐 (Rb), 스트론튬 (Sr) 세슘 (Cs), 바륨 (Ba) 프랑슘 (Fr), 라듐 (Ra) 붕소 (B), 탄소 (C), 질소 (N), 산소 (O), 플루오린 (F), 네온 (Ne) 알루미늄 (Al), 규소 (Si), 인 (P), 황 (S), 염소 (Cl), 아르곤 (Ar) 갈륨 (Ga), 저마늄 (Ge), 비소 (As), 셀레늄 (Se), 브로민 (Br), 크립톤 (Kr) 인듐 (In), 주석 (Sn), 안티모니 (Sb), 텔루륨 (Te), 아이오딘 (I), 제논 (Xe) 탈륨 (Tl), 납 (Pb), 비스무트 (Bi), 폴로늄 (Po), 아스타틴 (At), 라돈 (Rn) 리버모륨 (Lv), 모스코븀 (Mc), 플레로븀 (Fl), 테네신 (Ts), 오가네손 (Og)
전자 배열	주족 원소는 가장 바깥쪽 전자 껍질(원자가 껍질)이 완전히 채워지지 않았음 이로 인해 다양한 화학적 성질을 나타냄
물리적 성질	주족 원소는 금속, 준금속, 비금속의 세 가지 주요 종류로 나눌 수 있음 금속은 광택이 있고 전기를 잘 통하며, 준금속은 금속과 비금속의 중간 성질을 가짐 비금속은 전기를 잘 통하지 않음
화학적 성질	주족 원소는 다양한 산화 상태를 가질 수 있으며, 이는 화학 반응에서 전자를 잃거나 얻는 경향을 나타냄 1족(알칼리 금속)과 17족(할로겐)은 반응성이 매우 높음
역사
발견 및 연구	주족 원소는 고대부터 알려진 원소들을 포함하며, 현대 화학의 발전과 함께 그 성질과 용도가 밝혀짐 특히 주기율표의 개발은 주족 원소를 이해하는 데 중요한 역할을 함
활용
산업적 활용	주족 원소는 다양한 산업 분야에서 활용됨 예를 들어, 알루미늄은 항공기 제조에 사용되고, 규소는 반도체 산업에 필수적임
생물학적 역할	일부 주족 원소는 생명 유지에 필수적인 역할을 함 예를 들어, 칼슘은 뼈와 치아의 구성 성분이며, 나트륨과 칼륨은 신경 기능에 중요함
추가 정보
참고 문헌	IUPAC, Nomenclature of Inorganic Chemistry Jensen, The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table King, Inorganic Chemistry of Main Group Elements Connelly et al., Nomenclature of Inorganic Chemistry, IUPAC Recommendations 2005

2. 성질

전형 원소는 족 또는 주기에 따라 성질이 규칙적으로 변화한다. 족 번호가 작을수록 양이온이 되기 쉽고, 족 번호가 클수록 (18족은 제외) 음이온이 되기 쉽다.

2. 1. 족에 따른 성질 변화

족마다 특유의 성질을 나타낸다. (특유의 성질에 따라 '알칼리 금속', '할로젠' 등 성질에서 유래한 족의 별칭을 가진다.)
옥텟 규칙을 따르는 경우가 많다. (13족은 결과적으로 따르지 않는 경우가 있다.)
족 번호가 작을수록 양이온이 되기 쉽고, 클수록 (18족 제외) 음이온이 되기 쉽다.
단체는 주기율표의 오른쪽 위(제2주기 17족)일수록 공유 결합성 물질의 성질이 강하고, 왼쪽 아래(제6주기 1족)일수록 금속적 성질이 강하다.
단주기의 족 번호를 N(1 - 2족은 I - II, 13 - 17족은 III - VII으로 한다)라고 하면, 최대 양의 산화수는 +N을 가지며, 최소 음의 산화수는 -(8-N)의 값을 가진다. 이를 '''아베크의 규칙'''(:en:Abegg's rule, Abegg's law of valence and countervalence)이라고 부른다.

2. 2. 주기에 따른 성질 변화

단체는 주기율표의 오른쪽 위(제2주기 17족)일수록 공유 결합성 물질의 성질이 강하고, 왼쪽 아래(제6주기 1족)일수록 금속적 성질이 강하다. 단주기의 족 번호를 N(1 - 2족은 I - II, 13 - 17족은 III - VII)이라 하면, 최대 양의 산화수는 +N, 최소 음의 산화수는 -(8-N)이다. 이를 '''아베크의 규칙'''이라 부른다.

3. 전형 원소의 족

각 족의 성질에 대한 자세한 내용은 '''제1족 원소''' - '''제18족 원소''' 문서에 자세히 설명되어 있으며, 문서 링크는 다음 표의 첫 번째 열에 있다.

IUPAC 명명법의 원소족 이름	단주기표의 족명	장주기표의 족명	별칭	원소
제1족 원소		I족	IA족	알칼리 금속	₁H, ₃Li, ₁₁Na, ₁₉K, ₃₇Rb, ₅₅Cs, ₈₇Fr
제2족 원소	II족	IIA족	알칼리 토금속	₄Be, ₁₂Mg, ₂₀Ca, ₃₈Sr, ₅₆Ba, ₈₈Ra
전이 원소
제12족 원소	II족	IIB족	아연족	₃₀Zn, ₄₈Cd, ₈₀Hg, ₁₁₂Cn
제13족 원소	III족	IIIB족	붕소족	₅B, ₁₃Al, ₃₁Ga, ₄₉In, ₈₁Tl
제14족 원소	IV족	IVB족	탄소족	₆C, ₁₄Si, ₃₂Ge, ₅₀Sn, ₈₂Pb, ₁₁₄Fl
제15족 원소	V족	VB족	니코젠 또는 질소족	₇N, ₁₅P, ₃₃As, ₅₁Sb, ₈₃Bi
제16족 원소	VI족	VIB족	칼코젠 (산소족)	₈O, ₁₆S, ₃₄Se, ₅₂Te, ₈₄Po, ₁₁₆Lv
제17족 원소	VII족	VIIB족	할로젠	₉F, ₁₇Cl, ₃₅Br, ₅₃I, ₈₅At
제18족 원소		0족	비활성 기체	₂He, ₁₀Ne, ₁₈Ar, ₃₆Kr , ₅₄Xe, ₈₆Rn

4. 제12족 원소의 분류에 대한 논란

교과서나 논문에 따라 12족을 전형 원소로 하거나 전이 금속으로 하거나, 또는 같은 교과서 안에서 12족에 대해 양쪽 표현을 사용하는 경우가 있다.^[5] 국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC) 골드 북에서 정의하는 "transition element"(전이 금속)는 2023년 시점에서도 "완전히 채워지지 않은 (닫힌 껍질하지 않은) d 궤도를 가진 원소, 또는 완전히 채워지지 않은 d 궤도를 가진 이온을 생성하는 원소"이다.^[6] 이 정의에 따르면 제12족 원소는 전이 금속에 포함되지 않는다. 그러나 2005년 IUPAC 권고에서는^[4] "the elements of groups 3–12 are the d-block elements. These elements are also commonly referred to as the transition elements, though the elements of group 12 are not always included"(3족에서 12족 원소는 d-구역 원소이다. 이 원소들은 보통 전이 원소라고도 불리지만, 12족 원소는 항상 포함되는 것은 아니다)라고 하여, 제12족 원소를 전이 금속에 포함시키면서도 "항상 포함되는 것은 아니다"라는 단서를 붙였다. 이처럼 제12족의 분류에 대해서는 현재 명확한 결론이 내려지지 않은 상태이다.

참조

_[1] 웹사이트 Nomenclature of Inorganic Chemistry http://old.iupac.org[...] International Union of Pure and Applied Chemistry 2011-09-27
_[2] 논문 The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table http://www.uv.es/~bo[...]
_[3] 서적 Inorganic Chemistry of Main Group Elements Wiley-VCH 1995
_[4] 서적 Nomenclature of Inorganic Chemistry, IUPAC Recommendations 2005 RSC Publishing 2005
_[5] 논문 The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table http://www.uv.es/~bo[...]
_[6] 웹사이트 transition element http://goldbook.iupa[...] IUPAC 1997

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