원소 발견

원소 발견 연도 vs 원자 번호

원소 발견 연표는 인류가 역사를 통해 물질에 대해 확장해 온 이해를 보여줍니다. 구리(Cu), 납(Pb), 금(Au), 은(Ag)과 같은 고대 원소들은 수천 년 전에 알려져 있었지만, 18세기와 19세기에 화학의 발전과 함께 원소의 체계적인 발견은 비약적으로 가속화되었습니다. 최근 초중합성 원소의 발견은 현대 물리학 실험실에서 주기율표의 경계를 계속해서 확장하고 있습니다.

물리적 특성 및 주기적 추세

원소 밀도 대 원자 번호

위 밀도 차트는 원자 번호에 따라 원소 밀도가 어떻게 변하는지 보여줍니다. 주목할 만한 특징으로는 기체(원자 번호 1, 2, 7, 8, 9, 10, 17, 18, 36, 54, 86, 118)의 낮은 밀도, 주기에 따른 금속의 전반적인 밀도 증가, 그리고 백금족 금속(Os, Ir, Pt)과 기타 중전이금속의 매우 높은 밀도 등이 있습니다.

경험적 원자 반경 대 원자 번호

경험적 원자 반지름은 실험적으로 결정된 원자 크기로, 일반적으로 X선 결정학이나 기타 분광학적 방법을 통해 측정됩니다. 이 값은 실제 화합물에서 실제로 관찰된 원자 반지름을 나타내며, 주기에 따라 핵전하가 증가함에 따라 반지름이 감소하고, 전자껍질이 추가됨에 따라 원자 반지름이 감소하는 명확한 주기적 경향을 보입니다.

계산된 원자 반경 대 원자 번호

계산된 원자 반지름은 양자역학 계산과 계산 모델을 통해 이론적으로 예측된 원자 크기입니다. 이러한 값은 원자 구조에 대한 중요한 통찰력을 제공하며, 특히 경험적 데이터가 제한적이거나 이용 불가능한 원소의 경우 실험 측정값을 보완하는 데 종종 사용됩니다.

반 데르 발스 반경과 원자 번호

반데르발스 반지름은 전자 구름을 포함한 비결합 상호작용에서 원자의 유효 크기를 나타냅니다. 이는 원자의 전자 밀도를 전체적으로 나타내므로 가장 큰 원자 반지름 측정값입니다. 반데르발스 힘은 분자 상호작용, 결정 패킹, 그리고 생물학적 과정에서 매우 중요합니다.

공유 결합 반경 대 원자 번호

공유 반지름은 단일 공유 결합으로 결합된 두 개의 동일한 원자 사이 거리의 절반을 나타냅니다. 이 값은 분자의 결합 길이를 예측하고 화학 결합 패턴을 이해하는 데 필수적입니다. 공유 반지름은 밀접하게 결합된 접촉 상태의 원자를 나타내므로 반데르발스 반지름보다 작습니다.

금속 반경 대 원자 번호

금속 반지름은 원자들이 금속 결합을 통해 결합된 금속 결정에서 측정됩니다. 이 값은 일반적으로 공유 결합 반지름과 반데르발스 반지름 사이에 있으며, 밀도, 전도도, 기계적 성질 등 금속의 특성을 이해하는 데 매우 중요합니다. 금속 원소만이 의미 있는 금속 반지름을 갖습니다.

원소의 녹는점과 원자 번호

녹는점 차트는 주기율표 전반에 걸쳐 극적인 변화를 보여줍니다. 비활성 기체와 할로겐은 매우 낮은 녹는점(종종 -100°C 미만)을 갖는 반면, 텅스텐(W)과 탄소와 같은 내화성 금속은 매우 높은 녹는점을 보입니다. 주기율표는 결합 강도를 반영합니다. 강한 금속 결합을 가진 금속과 강한 공유 결합을 가진 원소는 더 높은 녹는점을 보입니다.

원소의 끓는점과 원자 번호

끓는점은 녹는점과 비슷하지만 더 뚜렷한 경향을 보입니다. 레늄(Re), 텅스텐(W), 오스뮴(Os)과 같은 전이 금속의 매우 높은 끓는점은 강한 금속 결합을 나타냅니다. 주기적인 딥(dip)은 비활성 기체 및 기타 약하게 결합된 원소에 해당하며, 피크는 강한 금속 결합 또는 공유 결합을 갖는 원소에 해당합니다.

전자 배열 및 오비탈 채우기

이 전자 채움 패턴은 원자 반지름, 이온화 에너지, 화학 반응성을 포함한 여러 주기적 경향을 설명합니다. 유사한 최외각 전자 배치(동일 족)를 갖는 원소들은 유사한 화학적 성질을 나타내며, 이는 주기율의 기초가 됩니다. 전이 금속은 부분적으로 채워진 d 오비탈로 인해 독특한 성질을 보이는 반면, 란타넘족과 악티늄족은 부분적으로 채워진 f 오비탈을 갖습니다.

전자적 특성 및 주기적 추세

1차 이온화 에너지 대 원자 번호

첫 번째 이온화 에너지는 비활성 기체에서 최대값을, 알칼리 금속에서 최소값을 갖는 명확한 주기적 경향을 보입니다. 톱니파 패턴은 채워진 전자껍질의 차폐 효과와 특정 전자 배열의 안정성을 반영합니다. 전자가 더 높은 에너지 준위로 이동함에 따라 새로운 주기로 진입할 때 급격한 감소가 발생합니다.

전자 친화도 대 원자 번호

전자 친화도 패턴은 할로겐(F, Cl, Br, I)이 가장 높은 값을 갖는 것을 보여주는데, 이는 전자를 얻어 안정한 음이온을 형성하는 강한 경향을 반영합니다. 비활성 기체는 음의 전자 친화도를 보이는데, 이는 전자를 추가하는 것이 에너지적으로 불리함을 나타냅니다. 주기적인 변화는 전자 구조와 오비탈 채움 패턴을 반영합니다.

폴링 전기음성도 대 원자번호

폴링 척도에서 전기음성도는 플루오린이 가장 전기음성도가 큰 원소(3.98)이며, 명확한 주기적 경향을 보입니다. 값은 일반적으로 주기에 따라 증가하고 족에 따라 감소합니다. 이러한 주기적 패턴은 핵전하와 원자 크기 사이의 균형을 반영하며, 이는 원자가 화학 결합에서 전자를 얼마나 강하게 끌어당기는지를 결정합니다.

산화 상태

원소의 산화 상태 대 원자 번호

산화 상태 패턴은 주기율표 전반에 걸쳐 중요한 경향을 보여줍니다. 전이 금속은 부분적으로 채워진 d 오비탈로 인해 일반적으로 가장 넓은 산화 상태 범위를 보입니다. 주요 족 원소는 족 번호와 옥텟 규칙에 따라 산화 상태를 갖는 경우가 많습니다. 비활성 기체는 일반적으로 제한된 산화 상태를 갖는 반면, 불소와 같이 전기 음성도가 높은 원소는 매우 제한된 산화 상태 범위를 갖습니다.