주기 (주기율표)

2. 1. 주기의 변화

원자 번호의 글자색은 각 원소의 단체가 아래의 상태임을 나타낸다.

상온에서 고체

상온에서 액체

상온에서 기체

2. 2. 족과의 관계 주기율표의 같은 세로 열에 위치한 원소는 주기율에 의해 유사한 화학적 및 물리적 성질을 가진다. 예시로 첫 번째 열(1족 원소)의 알칼리 금속은 높은 반응성을 보이며, 전자를 1개 잃음으로써 비활성 기체의 전자 배치와 같아지려는 경향을 가진다. 주기율표 내의 s-블록 원소 및 p-블록 원소에서는 같은 주기 내의 원소끼리 화학적 성질의 유사성을 거의 찾아볼 수 없다. 그러나 d-블록 원소에서는 주기 내 원소끼리 유사성이 나타나며, f-블록 원소에서는 화학적 동정 분석이 어려울 정도로 높은 화학적 성질의 유사성을 보인다.[1] 3. 주기별 원소 설명 현재 주기율표에는 118개의 알려진 원소가 포함된 7개의 완전한 주기가 있다. 새로운 원소는 발견될 경우 8주기에 배치될 것이다. 각 주기별 원소에 대한 설명은 다음과 같다. 1주기 원소: 수소(H)와 헬륨(He) 두 가지 원소만 존재하며, 옥텟 규칙 대신 이중항 규칙을 따른다. 2주기 원소: 2s 및 2p 궤도 함수를 포함하며, 리튬(Li)부터 네온(Ne)까지의 원소가 해당된다. 3주기 원소: 나트륨(Na)부터 아르곤(Ar)까지의 원소가 포함되며, 모두 자연에 존재하고 적어도 하나의 안정 동위 원소를 가진다. 4주기 원소: 칼륨(K)부터 크립톤(Kr)까지의 원소가 포함되며, 전이 금속의 가벼운 원소들을 포함하는 최초의 d-구역이 시작된다. 5주기 원소: 루비듐(Rb)부터 제논(Xe)까지의 원소가 포함되며, 4주기와 비슷한 구조를 가진다. 몰리브데넘(Mo)과 아이오딘(I) 등 생물학적 역할을 하는 원소와 방사성 원소인 테크네튬(Tc)이 있다. 6주기 원소: 세슘(Cs)부터 라돈(Rn)까지의 원소가 포함되며, f-블록을 포함하는 최초의 주기로 란타넘족을 포함한다. 7주기 원소: 프랑슘(Fr)부터 오가네손(Og)까지의 원소가 포함되며, 모두 방사성 원소이다. 플루토늄(Pu) 이후의 모든 원소는 인공적으로 합성되었다. 3. 1. 1주기 원소 H

2 He

• 수소(H)는 우주에서 가장 풍부한 원소로, 우주 전체 질량의 약 75%를 차지한다.^[1] 이온화된 수소는 양성자 하나로 이루어져 있다. 주계열성에서 수소는 주로 플라스마 상태로 존재한다. 지구에서는 희귀하지만, 메테인과 같은 탄화수소에서 산업적으로 생산된다. 수소는 대부분의 원소와 화합물을 형성하며, 물과 대부분의 유기 화합물에서 발견된다.^[2]

• 헬륨(He)은 극단적인 조건이 아니면 기체 상태로만 존재한다.^[3] 헬륨은 두 번째로 가볍고, 우주에서 두 번째로 풍부한 원소이다.^[4] 대부분의 헬륨은 빅뱅 때 만들어졌지만, 별 내부에서 수소의 핵융합을 통해 새로운 헬륨이 생성되기도 한다.^[5] 지구에서 헬륨은 비교적 희귀하며, 일부 방사성 원소의 방사성 붕괴 과정에서 부산물로 생성된다.^[6] 이렇게 생성된 헬륨은 천연 가스에 최대 7% 농도로 포함되어 있다.^[7]

3. 2. 2주기 원소

• 리튬 (Li)은 가장 가벼운 금속이자 밀도가 가장 낮은 고체 원소이다.^[8] 비이온화 상태에서 가장 반응성이 높은 원소 중 하나이므로 자연에서는 화합물에서만 발견된다. 리튬은 빅뱅 동안 대량으로 형성된 가장 무거운 원시 원소이다.
• 베릴륨 (Be)은 모든 경금속 중에서 가장 높은 녹는점 중 하나를 가지고 있다. 베릴륨 소량은 빅뱅 동안 빅뱅 핵합성되었지만 대부분은 방사성 붕괴되었거나 별 내부에서 탄소, 질소 또는 산소와 같은 더 큰 핵을 생성하기 위해 더 반응했다. 베릴륨은 국제 암 연구 기관에서 1군 발암 물질로 분류하고 있다.^[9] 사람의 1%에서 15% 사이는 베릴륨에 민감하며 만성 베릴륨 질환이라고 하는 호흡기 및 피부에서 염증 반응을 일으킬 수 있다.^[10]
• 붕소 (B)는 유리 원소로 자연적으로 존재하지 않으며 붕산염과 같은 화합물에서 발견된다. 붕소는 세포벽 강도와 발달, 세포 분열, 종자 및 과일 발달, 당 수송 및 호르몬 발달에 필요한 필수 식물 미량 영양소이다.^[11][12] 그러나 높은 수준에서는 독성이 있다.
• 탄소 (C)는 수소, 헬륨 및 산소 다음으로 질량 기준으로 우주에서 네 번째로 풍부한 원소이고,^[13] 산소 다음으로 질량 기준으로 인체에서 두 번째로 풍부한 원소이며,^[14] 원자 수 기준으로 세 번째로 풍부한 원소이다.^[15] 탄소의 C—C 결합의 긴 사슬을 형성하는 능력 때문에 탄소를 포함하는 화합물은 거의 무한대로 존재한다.^[17][16] 생명에 필수적인 모든 유기 화합물은 탄소 원자를 하나 이상 포함하고 있으며,^[16] 수소, 산소, 질소, 황 및 인과 결합하여 탄소는 모든 중요한 생물학적 화합물의 기초가 된다.
• 질소 (N)는 주로 부피로 지구 대기의 78%를 차지하는 불활성 이원자 분자 기체, N₂로 발견된다. 질소는 단백질의 필수 성분이며 생명의 필수 성분이다.
• 산소 (O)는 부피 기준으로 대기의 21%를 차지하며 모든 (또는 거의 모든) 동물의 호흡에 필요하며 물의 주요 구성 요소이기도 하다. 산소는 우주에서 세 번째로 풍부한 원소이며 산소 화합물이 지구 지각을 지배한다.
• 플루오린 (F)은 비이온화 상태에서 가장 반응성이 높은 원소이므로 자연에서는 그런 방식으로 발견되지 않는다.
• 네온 (Ne)은 네온 조명에 사용되는 비활성 기체이다.

3. 3. 3주기 원소

• 나트륨(Na)은 알칼리 금속이다. 염화 나트륨(소금)의 형태로 지구의 바다에 대량으로 존재한다.
• 마그네슘(Mg)은 알칼리 토금속이다. 마그네슘 이온은 엽록소에서 발견된다.
• 알루미늄(Al)은 전이후 금속이다. 지구 지각에서 가장 풍부한 금속이다.
• 규소(Si)는 준금속이다. 반도체이며, 많은 집적 회로의 주요 구성 요소이다. 이산화 규소는 모래의 주요 구성 성분이다. 생물학에 탄소가 있다면, 지질학에는 규소가 있다.
• 인(P)은 비금속이며, DNA에 필수적이다. 매우 반응성이 높아서, 자연에서 자유 원소로 발견되지 않는다.
• 황(S)은 비금속이다. 두 개의 아미노산인 시스테인과 메티오닌에서 발견된다.
• 염소(Cl)는 할로젠이다. 가장 반응성이 높은 원소 중 하나이므로, 지구 표면에서 염화 나트륨으로 자주 발견된다. 그 화합물은, 특히 수영장에서 소독제로 사용된다.
• 아르곤(Ar)은 비활성 기체로, 거의 완전히 비활성이다. 백열 전구는 높은 온도에서 필라멘트를 보존하기 위해 아르곤과 같은 비활성 기체로 채워지는 경우가 많다.

3. 4. 4주기 원소

3. 5. 5주기 원소

3. 6. 6주기 원소

3. 7. 7주기 원소