11. 주기율표

🔎 주기율표

• 핵심 주제: 원소들의 배열 원리인 주기율표의 구조를 이해하고, 원소의 세 가지 분류(금속/비금속/중금속)에 따른 성질과 화학적 성질을 결정하는 원자가 전자의 개념을 상세히 학습한다.

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1. ⚛️ 주기율표의 구조 및 원소의 분류

• 주기율표는 원자 번호 순으로 나열되었을 뿐만 아니라, 특정 성질이 반복되도록 주기(가로줄)와 족(세로줄)에 따라 배열한 표이다.
• 오른쪽으로 뻗어 있는 가로줄을 주기라고 부르며, 아래쪽으로 뻗어 있는 세로줄을 족이라고 부른다.
• 지구상의 원소는 크게 금속 (Metals), 비금속 (Nonmetals), 중금속 (Metalloids)의 세 가지 종류로 분류된다.

1.1. 원소 분류별 특징

분류	주기율표 위치	실온 상태	열/전기 전도성	이온화 경향	광택	예외
금속	왼쪽 및 가운데	대부분 고체	뛰어남 (전도성 있음)	전자를 잃어 양이온이 되기 쉬움	있음 (반짝거림)	수은(Hg)은 액체 상태이다.
비금속	오른쪽	대부분 기체 또는 고체	없거나 작음 (전도성 없음)	전자를 얻어 음이온이 되기 쉬움	없음	브로민(Br)은 액체 상태이다.
중금속	금속과 비금속 사이	-	-	-	-	금속과 비금속의 성질을 모두 가진다.

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2. ⚡️ 원자가 전자와 화학적 성질

2.1. 원자가 전자의 개념

• 원자들의 화학적 성질은 기본적으로 원자가 전자 수에 따라 결정된다.
• 원자가 전자란 원자가 화학 결합에 참여하는 전자의 숫자를 의미한다.
• 원자가 전자의 숫자는 가장 바깥쪽 전자 껍질에 있는 전자 수를 이야기한다.
• 족이 같은 원소들은 원자가 전자 수가 같기 때문에 화학적 성질이 매우 유사하다.

2.2. 옥텟 규칙과 안정화

• 옥텟 규칙 (Octet Rule)은 최외곽 전자 껍질을 전자로 가득 채워야 안정한 상태가 됨을 의미한다.
• 불안정한 상태의 원자는 안정해지기 위해 화학 결합이라는 과정을 통해 안정화된다.
• 불안정한 원자들은 최외곽에 남는 전자를 화학 결합에 참여시켜 안정화하며, 이 참여하는 전자의 수가 원자가 전자가 된다.
• 화학 결합의 종류에는 전자를 얻거나 잃으면서 발생하는 이온 결합, 전자를 공유하면서 발생하는 공유 결합, 그리고 금속의 자유 전자에 의해 안정화되는 금속 결합이 있다.

2.3. 원자가 전자 수와 족

• 원자가 전자의 수는 족 번호의 일의 자리 숫자와 같다.
  • 예를 들어, 1족 원소는 원자가 전자가 한 개이고, 2족 원소는 두 개이다.
  • 17족 원소는 원자가 전자가 일곱 개이다.
• 비활성 기체 (Noble Gases)인 18족 원소는 예외적으로 원자가 전자 수가 0개이다.
• 이는 비활성 기체가 이미 옥텟 규칙을 만족하여 안정화된 상태이기 때문에 화학 결합에 참여할 필요가 없기 때문이다.