원소 주기율표

주기율표는 어떻게 구성되나요?

주기율표는 원소를 원자번호(원자핵 속 양성자 수) 순서로 배열한 표입니다. 가로줄(주기)은 전자가 들어 있는 전자껍질의 수를, 세로줄(족)은 화학적 성질이 비슷한 원소끼리 묶은 것을 나타냅니다. 같은 세로줄에 있는 원소들은 가장 바깥 전자껍질의 전자 수가 같아서 화학적 성질이 비슷한 경우가 많습니다. 현재 표에는 1번 수소부터 118번 오가네손까지118개 원소가 있으며, 7주기가 118번에서 채워지면서 일곱 개 주기가 완성된 상태입니다. 18개의 족 번호(1~18족)는 IUPAC이 권하는 방식이고, 교과서에 따라 1A~8A처럼 표기하기도 합니다.

이 표에서 원소는 어떻게 분류되나요?

아래 표는 이 페이지의 데이터에서 분류별 원소 수를 빌드 시 계산한 것입니다. 합계는 항상 118개가 됩니다. 분류 경계(특히 준금속과 전이후 금속, 109번 이후 원소)는 자료마다 조금씩 다르게 나뉠 수 있습니다.

• 알칼리 금속: 반응성이 매우 큰 금속으로, 물과 격렬하게 반응합니다 (리튬, 나트륨, 칼륨 등).
• 알칼리 토금속: 알칼리 금속보다는 반응성이 약하지만 여전히 반응성이 큰 금속입니다 (마그네슘, 칼슘 등).
• 전이 금속: 주기율표 가운데를 차지하는 가장 큰 그룹으로, 철·구리·금·은 등 익숙한 금속이 많습니다.
• 전이후 금속: 전이 금속보다 무르고 녹는점이 낮은 편인 금속입니다 (알루미늄, 주석, 납 등).
• 준금속: 금속과 비금속의 중간 성질을 가진 원소입니다 (규소, 저마늄 등 - 반도체 소재로 많이 쓰입니다).
• 비금속: 금속 특유의 광택이나 전기 전도성이 없는 원소입니다 (탄소, 산소, 염소 등).
• 비활성 기체: 다른 원소와 거의 반응하지 않는 안정적인 기체입니다 (헬륨, 네온, 아르곤 등).
• 란타넘족 · 악티늄족: 주기율표 아래쪽에 별도로 배치되는 원소군입니다. 이 표에서는 각각 15개씩으로 계산하며, 표기법에 따라 3족에 넣는 원소 범위가 다릅니다.

주기별·블록별 원소 수

한 주기에 들어가는 원소 수는 전자가 채워지는 오비탈의 용량으로 결정됩니다. 블록(s, p, d, f)은 마지막 전자가 들어가는 오비탈 종류를 뜻합니다.

주기별 수가 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32로 늘어나는 이유는 오비탈 용량이 s(2개), p(6개), d(10개), f(14개) 전자이기 때문입니다. 예컨대 6주기는 s 2 + f 14 + d 10 + p 6 = 32개입니다. 전자 배치는 상세 정보의 "전자 배치" 항목에서 원소별로 확인하세요. 읽는 법은 주기율표 읽는 법 가이드에서 더 자세히 다룹니다.

원자량은 어떤 값인가요?

원자량은 탄소-12 원자 질량의 1/12(통일 원자질량단위)을 기준으로 한 원자의 상대 질량이며, 같은 원소의 동위원소들을 자연계 존재 비율로 평균한 값입니다. 따라서 산소 원자 하나의 질량이 아니라 "지구의 보통 시료 속 평균"을 뜻합니다. IUPAC(국제순수·응용화학연합) 산하 위원회는 2009년부터 표준 원자량을 두 가지 형식으로 발표합니다. 하나는 불확도를 붙인 단일 값(예: 괄호 안 불확도 표기)이고, 다른 하나는 천연 시료마다 값이 달라지는 원소를 위한 구간 표기입니다. 수소·탄소·산소처럼 시료의 출처에 따라 동위원소 비율이 달라지는 일부 원소는 구간으로 나타내며, 하나의 값이 필요할 때를 위해 축약된 표준 원자량도 제공합니다. 2022년 5월에 공개된 2021년판에서는 아르곤과 납을 포함한 일부 원소의 값이 갱신되었고 아르곤과 납은 구간 표기로 바뀌었습니다. 이 페이지의 원자량은 교육·계산용으로 널리 쓰이는 값이므로, 연구나 정밀한 분석에는 IUPAC 최신 표를 확인하세요. 이 페이지가 기준으로 삼은 IUPAC 발표 시점은 2022년 5월(2021년판)입니다.

표에서 원자량이 정수로 표시되는 34개 원소(테크네튬, 프로메튬, 84번 폴로늄 이후의 대부분 등)는 안정 동위원소가 없어 평균을 정할 수 없는 경우가 많으며, 이때는 알려진 동위원소 중 반감기가 가장 긴 것의 질량수로 표기합니다. 토륨(90), 프로트악티늄(91), 우라늄(92)은 예외적으로 천연 시료의 표준 원자량이 정해져 있어 정수가 아닙니다.

검산 예시: 원자량으로 분자량 계산하기

분자량은 구성 원자의 원자량을 개수만큼 더한 값입니다. 이 표의 원자량을 그대로 쓰면 아래와 같고, 값은 빌드 시 코드로 계산한 것입니다.

• 물(H₂O): 2×1.008 + 15.999 = 18.015
• 이산화탄소(CO₂): 12.011 + 2×15.999 = 44.009
• 염화나트륨(NaCl): 22.9898 + 35.45 = 58.44 (소수점 둘째 자리까지 반올림)

이렇게 구한 분자량(g/mol)은 몰 농도 계산의 출발점입니다. 용액 계산은 몰농도 계산기에서 바로 해 볼 수 있습니다.

흔한 오해와 이 표의 한계

• 원자번호와 원자량은 다릅니다. 원자번호는 양성자 수이고 원자량은 질량의 평균입니다. 대체로 함께 커지지만 순서가 뒤바뀌는 곳(예: 아르곤과 칼륨)도 있습니다.
• 상태는 20℃ 기준 표시입니다. 녹는점·끓는점은 대기압 기준 값이며 압력이 다르면 달라집니다. 극미량만 합성된 원소의 물리량은 이론 예측이 섞여 있어 단정할 수 없습니다.
• 분류 색깔이 절대적인 구분은 아닙니다. 준금속이나 전이후 금속의 경계는 교재마다 다릅니다. 새로 확인된 113~118번은 화학적 성질이 충분히 밝혀지지 않아 예측 분류가 포함됩니다.
• 발견 연도·발견자 표기는 요약입니다. 고대부터 알려진 원소는 발견자가 특정되지 않고, 합성 원소는 여러 연구소가 선취권을 다투기도 했습니다.

활용법과 관련 자료

시험 공부라면 족별 대표 원소(1족 수소 제외 알칼리 금속, 17족 할로젠, 18족 비활성 기체)를 먼저 외우고, 나머지는 이 표에서 분류 색으로 위치를 연결해 보세요. 원소 이름의 유래는 원소 이름의 유래 가이드, 같은 원소의 서로 다른 질량은 동위원소 기초 가이드, 원소가 결합하는 방식은 화학 결합 종류 가이드에서 이어서 볼 수 있습니다.

자주 묻는 질문