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원자(atom)와 원소(element) 목록

조회 : 10992 | 2009-06-22

112번 원소 주기율표에 공식 등재 예정
원소 `우눈븀'(Uub)이 원소 주기율표에 공식 등재될 예정이라고 합니다. 112번 원소인 우눈븀은 1996년에 독일 중이온연구소(GSI)의 호프만 교수 연구팀이 합성했습니다. 이 원소는 납 원자에 아연 이온 빔을 쏘아서 만들었는데, 검출된 원자의 수가 적어서 IUPAC(국제순수ㆍ응용화학연맹)으로부터 검증받는 데 시간이 오래 걸렸다고 합니다. 임시 이름으로 사용 중인 우눈븀이란 라틴어로 1-1-2를 뜻하는 un-un-bi에서 따왔습니다. 호프만 교수 연구팀은 현재 정식 이름을 준비 중에 있다고 합니다.




*알아보기*
- 원자와 원소는 무엇일까요?
- 원자는 어떻게 이루어져 있을까요?
- 주기율표란 무엇일까요?




원자와 원소는 무엇일까요?
세상엔 참 많은 것들이 있습니다. 우리가 매일 사용하는 물건들, 매일 먹고 마시는 음식물, 우리가 사는 집..., 일일이 늘어놓기도 힘들 정도로 많은 것들이 있습니다. 이렇게 많은 것들은 다 무엇으로 만들어진 것일까요? 또, 우리 자신은 무엇으로 만들어진 것일까요?

모든 물질은 기본적으로 원자(atom, 아톰)라고 하는 작은 알갱이로 이루어져 있습니다. 원자라는 말은 기원전 400년 경 그리스의 철학자 데모크리토스가 모든 물질은 ‘더 이상 쪼갤 수 없는(atomos)’ 알갱이로 이루어져 있다고 주장한 데서 따온 말인데, 사실 원자도 양성자, 중성자, 전자 등 더 작은 알갱이들로 이루어져 있습니다.

재미있는 사실은 지금까지 알려진 물질의 종류만 해도 수천만 가지가 넘는데 그 물질들을 이루는 원자의 종류는 얼마 되지 않는다는 것입니다. ‘원소(element)'란 바로 물질을 구성하는 원자의 종류입니다. 자연에서 발견된 원소는 가장 가벼운 수소(H)부터 가장 무거운 우라늄(U)까지 90여 가지가 있습니다. 과학자들이 실험실에서 합성한 원소들까지 합해도 원소의 종류는 120가지를 넘지 않습니다. 몇 종류 되지 않는 원소들이 어떻게 해서 그렇게 많은 물질을 만들 수 있는지 알기 위해서는 각 원소의 원자가 어떻게 이루어져 있는지 알아야 합니다.



원자는 어떻게 이루어져 있을까요?
원자는 우선 양전하를 갖는 핵(nucleus)과 음전하를 갖는 전자(electron)로 이루어져 있고, 핵은 양성자(proton)와 중성자(neutron)로 이루어져 있습니다.

핵의 양전하는 양성자로부터 옵니다. 같은 원소의 원자는 일정한 개수의 양성자를 갖는데, 양성자의 개수가 곧 각 원소의 원자번호(atomic number)입니다. 양성자의 개수는 전자의 개수와도 같습니다. 즉, 수소의 원자번호가 1번인 것은 수소 원자가 양성자도 1개, 전자도 1개를 갖고 있기 때문입니다.

원소들이 정해진 개수의 양성자와 전자를 갖는 것에 반해 중성자의 개수는 일정하지 않습니다. 같은 원소이면서 서로 다른 개수의 중성자를 갖는 원소를 동위원소(isotope)라고 부릅니다. 중성자의 개수가 달라도 같은 원소라고 부르는 이유는 원소의 화학적 성질을 결정하는 것은 중성자가 아니라 양성자나 전자의 개수이기 때문입니다.

(그림 : 양성자 2개, 중성자 2개, 전자 4개로 이루어진 헬륨 원자 모형; (cc) by Yzmo)



주기율표란 무엇일까요?
‘주기율표’라는 말은 ‘주기적’인 성질을 나타내는 것들의 표라고 할 수 있습니다. 원래 ‘주기적’이라는 것은 어떤 패턴이 일정한 간격을 두고 반복되는 것을 말합니다. 화학에서 말하는 주기율표는 ‘원소의 주기율표’이고, 그러므로 ‘원소의 주기율표’는 원소들이 보이는 규칙성을 표로 정리한 것이라고 할 수 있습니다. 주기율표를 보면 어려운 기호들이 복잡하게 얽혀 있는 것 같아 머리가 아파지는 친구들도 있겠지만, 오히려 주기율표는 각 원소들의 성질을 한 눈에 알 수 있도록 도와주는 편리한 표입니다.

주기율표를 처음 고안한 것은 멘델레예프라고 하는 러시아 화학자입니다. 그 당시에 발견되지 않은 원소의 자리까지도 예측할 정도로 놀라운 업적이었지요. 그러나 멘델레예프는 각 원소를 질량 순서로 배열하였고, 그 때문에 약간의 모순이 생겼습니다. 후에 그의 제자였던 모즐리라는 화학자가 원자번호 순서로 배열하여 문제를 해결하였는데, 그렇게 해서 만들어진 주기율표가 현재 우리가 사용하고 있는 주기율표입니다. 주기율표에는 보통 각 원소의 기호(원소기호), 이름, 원자번호, 원자량 등이 적혀 있습니다.

(그림 : 멘델레예프의 초상화)


주기율표, 출처 위키피디아




주기율표는 일곱 개의 행(가로줄)과 열여덟 개의 열(세로줄)로 만들어져 있습니다. 행을 주기라고 하고, 열을 족(族; group; family)이라고 합니다. 같은 족에 있는 원소들은 비슷한 성질을 갖기 때문에 ‘가족’의 ‘족’을 써서 부르는데, 같은 족의 원소들은 같은 개수의 원자가 전자를 갖습니다. 주기율표의 맨 오른쪽에 있는 18족 원소들은 무척 안정한 원소들이라서 다른 원소들과 거의 반응하지 않기 때문에 ‘비활성 기체’라는 별명을 갖고 있습니다. 비활성 기체에는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 등이 있습니다. 또 맨 왼쪽에 있는 1족 원소들은 반응성이 무척 큰 금속 원소들인데, 물과 반응하면 알칼리용액이 되기 때문에 ‘알칼리 금속’이라고 불립니다. 리튬(Li), 소듐(Na), 포타슘(K) 등이 1족 식구들입니다.



(18족 원소들을 이용한 광고판 및 네온사인; 출처 위키피디아; (cc) by Pslawinski)




각 원소들은 특성에 따라 여러 가지 원소와 반응하여 새로운 물질로 탄생되는데, 그 방법과 가짓수는 거의 무궁무진하다고 할 수 있습니다. 지금도 세계 곳곳의 화학 연구실에서는 새로운 물질들이 탄생하고 있답니다. 흥미진진한 원소와 원자의 세계가 궁금하다면 더 많은 자료를 찾아서 공부해보세요~!!




*오늘의 중요 용어정리
[원자]
어떤 원소의 성질을 가진 가장 작은 입자이며, 물질을 이루는 기본 단위라 할 수 있다. 핵(양성자, 중성자)과 전자로 이루어져 있으며, 어느 원소의 원자인지에 따라 다른 구조와 성질을 갖는다.

[원소]
물질을 구성하는 원자들의 종류를 원소라고 한다. 지금까지 알려진 원소는 인공적으로 합성된 원소까지 합해서 120여 가지가 있다. 같은 원소의 원자는 같은 개수의 양성자와 전자를 갖는다. 크게 금속, 비금속, 준금속, 세 가지로 분류할 수 있다.

[주기율표]
원소들을 규칙성에 따라 배열한 표다. 멘델레예프가 고안하고 모즐리가 보완하였으며, 같은 족에 있는 원소들은 비슷한 화학적 성질을 갖고 있다.




*더 찾아보아요.
☆ 책으로 찾아보아요.
- 재미있는 주기율표-톡톡 튀는 원소들의 개성 강한 이야기, 에이드리언 딩글 지음, 고문주 옮김
- 원리와 개념의 과학나라 3 (주기율표와 원소), 임수현 글, 김정진 그림
- 멘델레예프가 들려주는 주기율표 이야기, 이미하 지음

*한걸음 더!
☆ 우리 주변의 물질들은 어떤 원소들로 이루어져 있을까요?
☆ 우리 주변의 물질들들을 화학식으로 써보세요~
☆ 서로 다른 원소들이 만나서 새로운 물질을 만드는 화학결합에는 어떤 것들이 있을까요?




주제!
원자 ,원소
관련단원 보기
*중2학년 1학기 물질의 구성
원자(atom)와 원소(element)
*중2학년 1학기 물질의 구성
촉매 삼총사- 백금(Pt), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd) -
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