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주기율표

last modified: 2015-04-08 19:51:21 by Contributors


Periodic Table

목차

1. 개요
2. 역사
3. 외워야 하나?
4. 외워보자
5. 관련 작품이자 동명의 산문집
6. 화학어

1. 개요

위에 보이는 표.

원소주기표[1]는 자연계에 존재하는, 그리고 인공적으로 만들어 낸 모든 원소를 그 원자번호와 원소의 화학적 특성에 따라 나열한 표이다. 기초적인 지식이 있다면 물질의 화학적 성질을 쉽게 예측할 수 있게 하며, 100개가 넘는 원소의 특징을 체계화한 데 큰 의미가 있는 물건이다.

기본적인 주기표는 위의 형태에 더해 원자번호, 원자량, 원소의 화학적 특성에 따른 분류(비금속, 금속, 준금속), 주요 산화수, 간혹가다 전자배치 정도를 표시하고 있다.
그러나 화학에 대한 지식이 있는 사람이면 원소의 위치(족, 주기=전자 껍질의 수 등)와 그 원자번호(양성자의 수=전자의 수, 전자배치 등)를 보고 원소에 대해 어느 정도의 정보를 얻을 수 있게 되어 있다.
위의 정보 외에도 용도에 따라 다양한 정보를 포함하는 주기표 역시 존재한다.

주기율표의 형태는 보통(이 아니고 거의) 위와 같은 직사각형 표와 같은 형태지만[2] 직사각형 형태가 아닌 형태의 주기율표도 많이 있긴 하다. 잘 안쓰며, 보통은 보기조차 힘들지만. 주기율표 자체를 교과서나 연구실 이외에서 보기 힘드니...
한편으로는, 거의 알려지지 않았지만 문화적으로 뭔가 임팩트를 남겼는지 원소가 아닌 다른 것들의 주기표같은 것도 존재한다. 재미로 만드는지, 아니면 해당 분야에서는 의미가 있는지는 아시는 분이 추가바람

주기표의 다양한 형태와 각기 어떤 정보를 담고 있는지 보고 싶다면 구글 이미지 검색에서 periodic table로 검색해보자. 형태를 보면 대부분 맨 위에 보인 직사각형 형태지만 그렇지 않은 것도 상당히 많다. 별난 형태의 주기표만 찾아보고 싶다면 alternative periodic tables으로 검색해보자그 수도 상당해서 2015년 2월 기준 대략 3백7십만개 이상 나온다. 물론 겹치는 것도 있을 것이고, 보여주는 것 자체가 앞의 1000개 뿐이지만... 어쨌든 엄청나게 많다.
네이버캐스트에서도 주기표 순서로 원소의 특성을 연재중이다. 보러가기 2010년 7월 26일부터 1~2주에 한 번씩 연재해 왔으며, 2014년 3월 12일부로 현재까지 발견된 마지막 원소인 우누녹튬까지의 연재를 완료하였다.

중국어판은 주기율표/중국어 항목 참고. 화학 천자문 같다 한자에 익숙하지 못한 사람들에게는 어렵게 보이겠지만 부수가 金, 石, 气, 水로 단순하게 정해져 있고 나머지 음을 나타내는 부분도 자주 쓰이는 익숙한 글자들이라 한자에 익숙한 사람들에게는 굉장히 외우기 쉽고 직관적으로 이해하기 쉽게 만들어져 있다. 한눈에 음과 성질을 바로 알려 주기 때문에 늄, 듐, 슘으로 끝나는 이상한 단어들보다는 가독성도 끝내주게 좋다만… 아무리 그래도 저렇게 생겨서야 한자로는 외울 생각도 안 든다… 세종대왕님 만세.

아직 발견되지 않은 119번 이후의 원소 위치를 예상하여 만든 확장 주기표도 있다. 2011년에 Pekka Pyykkö(페카 퓌쾨)라는 핀란드 화학자가 제안한 Pyykkö Model(퓌쾨 모델)이라는 것도 있는데, 138번까지는 위의 확장 주기표와 같으나 운트리엔늄(원소 139번)과 운쿼드닐륨(원소 140번)이 생뚱맞게 오른쪽으로 갔다가 운쿼드우늄(원소 141번)부터 다시 왼쪽으로 가는 등 원소 위치가 더 복잡하다. 그 이유는 8주기 원소 항목에도 언급되었듯이 5g부터 8p 오비탈까지 에너지가 비슷해서 채워지는 순서가 제멋대로일 것으로 예측되기 때문이다. 자세한 것은 영문 위키백과의 Extended periodic table 문서 참고. 영문 위키백과에서는 119번 이후의 원소 문서에서 이 주기표를 사용한다. 그러나 실제로 어느 쪽이 맞는지는 운트리엔늄이 발견될 먼 미래에나 알게 될 것이다.

참고로 주기표에는 J/j와 Q/q가 쓰이지 않는다. q의 경우 플레로븀이 우눈쿼듐(Uuq)이었을 때 잠깐 쓰이긴 했지만...

2. 역사

드미트리 멘델레예프가 최초의 주기표를 고안해 냈으며[3], 그 역사는 초기 화학의 역사 그 자체라고 할 수 있을 정도이다. 화학 교육도 이론적인 부분을 여기서 시작한다.

존 돌턴원자설이 등장한 이후 근대 화학은 맹렬하게 발전하기 시작했는데, 그 발전 과정에서 다양한 원소들이 발견되었다. 이 원소들은 특정한 성질을 공유하는 그룹으로 묶일 수 있었고, 따라서 원소들이 보이는 주기성에 관한 다양한 해석들이 나왔다.

그렇지만 이런 주기성에 대한 해석들은 전부가 주류가 될 만큼 인정받지 못했다. 어찌보면 당연한 것이, 당시에는 아직 발견하지 못한 원소도 있었고 원소인 것으로 알려졌지만 실제로는 아닌 것도 있었으며, 또한 이런 특성과 주기성을 연결하기 위한 현재의 원자번호에 해당하는 개념이 정착되지 않았다. 따라서 이론들은 그야말로 엉성하기 그지없었다. 당연히 이런 이론들은 나오기 무섭게 무차별로 공격당하고는 사라졌다.

이 쪽으로는 뉼랜즈의 옥타브설이 유명한데, 화학 Ⅰ 2단원 중에 옥타브설이 소개되어 있는 부분이 있으니 그 곳을 참고하면 2주기까지는 그럭저럭 맞아떨어지다가 3주기에 들어가서는 주기성이 사정없이 깨지는 것을 알 수 있다. 그런 문제도 있고, 당시 화학계에서 뉼랜즈는 이 가설을 발표하고 나서 화학 원소 가지고 음악이라도 연주하는 거냐? 알파벳 순서로도 한번 배열해보지?라는 비판을 들었는데, 이 때문에 삐져서 과학을 포기하게 되었다고 한다. 하지만 나중에 멘델레예프의 주기표가 인정을 받고 난 뒤 (1872년, 22년 뒤) 영국 화학회에선 뉼랜즈의 시도도 의미가 있었다고 하며 나중에 불러 상을 주었다고 하니 인간만사 새옹지마.

어쨌든 이런저런 각종 잡설(...)이 난무하던 화학계에 빛을 던진 것이 바로 멘델레예프. 그는 이 주기표를 원소들이 적힌 플레잉 카드로 카드 게임을 하다가 생각해냈다고 하며[4], 원자량과 화학적 성질을 통해 현 주기율표의 원초적인 형태를 고안해냈다. 이 원초적인 형태는 주기표의 1~3주기에선 현재도 거의 그대로 사용되고 있다. 소위 단주기 주기표라고 부르는 그것.

멘델레예프는 위에서 전술한 장애물을 오히려 반대로 이용하였다. 주기성을 훼손시키는 원소에 대해서 발견되지 않은 원소가 사이에 있음을 가정하고 자리를 비워놓은 후 주기성에 입각해서 물리화학적 특성을 예언하였다.(아주 높은 정확도로 맞췄다)[5], 원소로 잘못 인지되었던 화합물에 대해선 과감하게 빼버렸으며(역시 이후에 화합물로 밝혀졌다), 다른 사람이 발견한 원소의 특성에 대한 보고서의 잘못된 부분을 보고 주기성을 감안하면 잘못된 결과이니 다시 실험해서 수정하라는 조언까지 하기도 하였다(이것 역시 그대로 맞아떨어진다).[6]


멘델레예프가 예측한 에카-규소와 실제 저마늄의 특성 비교. 출처

이후 헨리 귄 제프리스 모즐리라는 비운의 천재가 이전의 원자질량 구분법으로 인한 화학성질과 원자량의 불일치[7]를 X선으로 원자번호를 결정하는 방식(=핵의 양성자 수)으로 해결해내면서 현재의 주기표가 만들어질 수 있게 되었다.

훗날 멘델레예프는 사후 이 엄청난 공적을 인정받아 101번 원소의 이름이 그의 이름을 따서 지어지게 된다. 참고로 불안정한 게 그의 말년 성격과 닮았다고 한다.

3. 외워야 하나?

화학을 배우지 않은 사람들이 이걸 처음 접하면 '이걸 다 외워야됨?'이라며 깜짝 놀라곤 하는데, 외울 필요 없다. 고등학교 과정에서도 20번까지만 외우면 만사 오케이(단, 알칼리금속/알칼리토금속/할로겐족/비활성기체는 외우는 게 좋다). 사실 유럽이나 미국의 학교에서는 항상 주기표를 제공한다. 대학에 가도 교실 한쪽 벽에는 항상 큰 주기표가 걸려있어서 그거 힐끔힐끔 보면서 수업한다. 어지간한 학부수준 화학책 맨 앞에 붙어있기도 하고... 게다가 대학에서 필요한건 원소번호 몇번 이런게 아니라 원자량이나 전자친화도 등등의 원소들의 물리적 화학적 특성값이라서 어차피 찾아봐야 한다. 가끔씩 이걸 다 외우는 사람이 있긴 한데, 그건 필요해서 그러는 게 아니다. 어쩌다 보니 외워졌거나 순수한 취미다. 취향이니 존중해주자.

중고생이라면 칼슘까지는 번호순을 외우는 게 좋다. 약간 머리를 굴려주면 암기사항의 일부는 원자번호나 원자량에서 유도되기 때문. 하지만 원소 이름부터 수소나 산소 등 몇몇을 제외하고는 대부분 외래어 인데다가 첫 음절에 '베', '헬', '플' 등 우리말에서 잘 사용되지 않는 음절들이 많이 나오기 때문에 적절히 만들만한 문장도 없기 때문에 외우는 방법이 그렇게 녹록치 않다.
교사강사들은 지구과학 영역에서의 "활석 많은 방형인정 없는 석황강금했다"[8]나 "Oh! Be a fine girl kiss me."[9]처럼 그럴듯한 암기법을 개발해보려고 하고, 흔히 알고 있는 노래에 붙여보기도 하고, 다들 한 가지씩의 암기법을 가지고 있고 그것대로 외우도록 가르치지만 사실 뭐라고 외워도 어색하다.

4. 외워보자

여러 암기법 중 인터넷에서 한 때 돈 적이 있었던 주기표 암기법을 소개하자면,

[10]
라는 게 있다. 한 글자씩 눌러보면 어느 글자가 어느 원소를 가리키는지 알게 될 것이다. 물론 이런 것들이 어색하고 더 외우기 힘들게 느껴질수도 있다. 외웠는데 정작 뭐에 대응하는 건지 알 수가 없네! 무서운 소리하지마!

앞부분은 ㅎㅎ리베비씨 높네(키크네)로 외울 수 있다. 만화도 있다.
축덕이라면 리(Li)베(Be)리가 바르셀로나(BCN) 가서 오프사이드OF) 네번(NE)이라고 외워도 된다.

아니면 무대포로
식으로 외우는 사람도..
이 방법으로 만든 노래보기

또 같은 족은 성질이 비슷하다는 점을 이용해 족별로 묶어서 외우는 방법도 있다.
'''1 2 3 불알
4C탄 5 6(Six)OS 7FCl 0한다.'''
원자번호를 희생했지만 고등학교때 족별로 묶어서 성질을 묶는 문제가 나오기 때문에 유리할 수 있다.

또 다른 방법으론 수소와 헬륨은 1,2번으로 너무 유명해 생략하고



로 외울수도 있다.

화학선생님이 정말로 나이가 지긋한 경우 Ra까지 외우라 하는 경우도 있는데, 이때는
1 2 3 4 5 6 7 0네(레).
라고 외운다. 이건 미친짓이야 난 여기서 나가야겠어

질소는 포카칩으로 외워보자.

Si P S Cl Ar 부분은 그냥 읽으면 시-파-새-키-아 이렇게 되서 욕같아서 잘 외워진다.

참고로 일본판은 水兵リーベ僕の船七曲がりシップスクラークか(스이노(NO) 나나마가리(MgAl))[11]. 덧붙여 일본판은 엘리먼트 헌터라는 애니메이션 엔딩으로 제작되기도 했다.

지금보다도 주입식 교육이 막나갔던 개척시대(?) 당시에는 100여 개에 달하는 원소의 이름과 특성(즉, 주기율표 전체)을 싹 다 외워주는 것이 미덕이었다 한다. 사실 주입식으로 외우게 하기엔 좀 무리가 많아서 그렇지 그냥 통채로 머리에 집어넣고 다니면 상당히 편리하긴 하다. 특히 자신만의 방식으로 한 번 제대로 외우면 50년 이상 안 까먹는 경우도 많고.

단, 과고나 영재고 쯤으로 가면 상황이 다른게, 모 과고의 경우 정식 교육도 아니고 신입생 사전교육기간에 주기율표를 Ac까지 다 외워라는 과제를 내기도...(또 분명히 Ca까지 외우던 애들은 그걸 또 하루서 이틀만에 다 외워버리는 괴력을 자랑한다.)

참고로, 이 이상의 원자번호라고 할지라도 (전이금속을 제외한)족별 주기율표는 거의 필수적으로 외워둬야 한다(ex.수리나카루세프(수소 리튬 나트륨 칼륨 루비듐 세슘 프랑슘[12]).

다만 화학 전공자들은 란타넘족과 악티늄족, 그리고 아직 이름이 붙지 않은 마지막 주기 원소를 제외하고 나머지의 이름과 족은 싹 외운다. 아니, 공부하다 보면 저절로 외워진다. 일단 기본적으로 전이금속 아닌 것들은 다들 외워서 수능치고, 일반화학 듣다 보면 자주 나오는 원소는 원자량도 외우고, 무기화학 듣다 보면 전이금속도 외우고, 뭐 그런 식으로 해서 졸업할 때가 되면 주기율표를 통째로 외우게 된다. 심지어 란타넘족과 악티늄족을 외우는 사람도 있고, 전이금속의 이름에 더해서 최외각전자의 전자 배치까지 완벽하게 외우고 있는 사람도 있다. 사실 이 외에도 전공분야에 따라서 비전공자가 보기엔 이상한 것들도 외우는 사람들이 있다. pK값이라든가 표준환원전위라든가...

2011년부터 중학교 2학년 교과과정에 들어간다. (교과서 7차개정판)[13]
...그랬지만, 2014년부터 다시 빠졌다.

로봇 주기표도 있다. 은근히 다루는 폭이 넓다.

구글 플레이스토어(안드로이드)용 미소녀 주기표도 나왔다! 외워야할 분량이 2배니 좋은 건지 나쁜 건지...

유튜브의 AsapSCIENCE가 주기표에 나오는 각 원소들의 쓰임새 혹은 어원을 그림과 노래로 나타내었다.
The NEW Periodic Table Song 영어라서 뭐라는건지

보컬로이드의 카이토가 이걸 가지고 노래를 불렀다고 한다.
일본 특유의 구린 발음은 덤

5. 관련 작품이자 동명의 산문집

화학자/문필가인 프리모 레비가 저술한 산문집. 유태인인 레비가 수용소 생활이나 자신의 생각 등을 담았다. 원소 이름이 각 챕터의 이름인데, 상당히 훌륭한 내용이다.

6. 화학어

괴사전 에 나오는 내용이며 인터넷에도 떠돌아다니는 일종의 언어로 영어 단어(또는 문장)의 알파벳을 모조리 다 주기율표의 원소기호로 바꿔 이야기하는미친 언어이다. 대표적인 예로 규소붕소알루미늄이 있는데 이를 주기율표로 변환하면 Si B Al이다. 한번 붙여서 읽어보자. 이게 화학에 약한사람들에게 욕을 하고 싶을때 사용하면
가끔 표기할수 없는 알파벳이 나올경우 물리학이나 대수학에서 사용하는 문자나 정 없으면 단위를 가지고 와 사용한다고 한다. 그리고 해석이 2개이상이 될 경우 마음에 드는 대로 해석하면 된다고 한다. [14]
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  • [1] 사실 주기율표는 잘못된 말이다. 주기율은 화학적 성질이 비슷한 원소가 일정한 간격을 두고 주기적으로 나타내는 성질을 말하는데 이 표는 이것을 나타내기 위한 것이 아니라 원소의 주기 그 자체를 나타내기 위한 것이기 때문이다. 즉 주기표 또는 원소주기표가 옳은 말이다. 이 사실은 이 표의 영어 표기를 보면 쉽게 알 수 있다.(영어로도 Periodic table이지 Periodic law table이 아니다.) 다만 리그베다 위키에서는 대한민국에서는 주기율표라는 말이 통용되고 있음을 고려하여(심지어 이를 올바르게 교정해야 할 대한화학회조차도 '주기율표'를 사용하고 있는 실정이다.) 표제어는 주기율표를 사용한다.
  • [2] 다만 위의 주기율표에서는 수소의 위치가 1족으로 되어 있지만 그 이중적인 화학적 특성 때문에 누가 만드느냐에 따라 1족 혹은 17족, 경우에 따라 두 곳 모두에 위치하는 경우도 있다. 또한 간혹 오비탈이 절반 비어있다는 이유로 탄소 위에 놓는 경우도 있다.
  • [3] 이 공로로 1906년 노벨 화학상을 수상할...뻔 했으나 1표차이로 실패했다. 수상자는 플루오린의 분리에 성공한 무아상. (사실 플루오린은 그 무지막지한 반응성 때문에 순수한 형태로 분리하는게 지극히 어려우니, 무아상의 공로도 작은 건 아니다.)
  • [4] 그래서인지 대부분의 화학2 교과서에선 주기표를 설명할 때 원소 카드를 갖고 그가 갖고놀던 방식으로 재현은 못하겠지만 카드 놀이를 하는 활동을 꼭 시킨다.
  • [5] 당시 알려져 있지 않던 원소인 저마늄에카규소라는 임시 이름을 붙이고 녹는점과 산화 형태 등을 아주 정확하게 예측했다는 이야기는 화학 Ⅱ 교과서에 단골로 실려 있다.
  • [6] 그러나 이런저런 예언이나 설명이 전부 맞아떨어진 것은 아니다. 다만 맞춘 것이 기가 막힐 정도였기 때문에 덮였다(...)
  • [7] 주기표의 순서는 양성자 개수의 순서
  • [8] 모스 경도계의 순서를 외우는 암기법
  • [9] 항성의 온도에 따른 색 펙트럼 순서를 외우는 암기법으로 Oh! BoA fine girl kick me.오! 보아, 예쁜 girl이 나를 차요 등의 바리에이션도 있다. girl을 guy로 바꿔도 된다.
  • [10] '옷벗네' 대신 '오빠는' 이라고 하는 버젼도 있다.
  • [11] '스이'는 '수소'의 '수'를 따온 거고, 나머지는 원소기호에 맞춘 거다.
  • [12] 참고로 일본판. エッチで リッチ 母ちゃん ルビーを せしめて フランスへ (엣치데 리치나 카아쨩 루비오 세시메테 프랑스에/엣찌하고 돈많은 엄마 루비를 슬쩍해서 프랑스로)
  • [13] 중앙교육진흥연구소(성전에듀앤컬쳐)중학교 2학년 과학 교과서 기준으로 110번인 Ds(다름슈타튬)까지만 나와있다. 보통 주기율표는 118번인 Uuo까지 나와 있다.
  • [14] 이거 다 하면 엄청 복잡하다. 세상에서 제일 긴 영단어를 이걸로 변환해보자. 그러면 음.....

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