여러분은 주기율표를 본 적 있나요? 이번 기사에서는 주기율표의 숨겨진 규칙에 대해 알아보겠습니다. 

(출처 : 어쩌다 1등급 by 용선생)

주기율표는 이 세상의 모든 원소를 그 원자번호와 원소의 화학적 특성에 따라 나열한 표입니다. 러시아의 화학자인 드미트리 멘델레예프가 처음 고안하였습니다. 제각각 불규칙적이라고 여겨졌던 원소들의 규칙성을 찾고 그 특징을 체계화한 데 매우 큰 의미가 있습니다. 

주기율표에서 1족에 있는 원소들(수소 제외. 수소는 비금속)은 알칼리 금속, 2족에 있는 원소들은 알칼리 토금속, 3족부터 12족까지의 원소들을 전이금속이라고 한다. 13, 31, 49, 50, 81, 82, 83, 113, 114, 115, 116번 원소들은 전형 금속(전이 후 금속), 5, 14, 32, 33, 51, 52, 84번 원소들은 준금속이라고 하며, 6, 7, 8, 15, 16, 34번 원소들은 비금속입니다. 또 17족 원소들은 할로젠 , 18족 원소들은 비활성 기체입니다. 마지막으로 57~71번 원소들을 란타넘족, 89~103번 원소들을 악티늄족 원소라고 합니다. 현재 113번~118번 원소들에 대한 성질은 정확히 알 수 없습니다.  

주기율표의 숨겨진 규칙 첫 번째!

'같은 족(세로 줄)에 위치한 원소들의 최외곽 전자 수는 같다'입니다. 최외곽 전자 수란 전자들은 원자핵을 돌고 있습니다. 전자들이 도는 궤도에 들어갈 수 있는 전자에 수는 한정되어있는데, 이를 다 채우면 더 바깥쪽의 전자 궤도를 돌게 됩니다. 이 전자들이 도는 궤도들 중 가장 바깥쪽에 있는 전자의 수가 최외곽 전자 수 입니다. 그리고 이 전자들이 도는 궤도를 전자껍질이라 합니다. 그래서 마지막 족인 18족 원소들은 최외곽 전자 수가 꽉 찬 상태입니다. 

주기율표의 숨겨진 규칙 두 번째! 

'같은 주기(가로 줄)에 있는 원소들은 전자들이 도는 궤도의 수가 같다'입니다. 1주기 원소는 1개, 2주기 원소는 2개, 3주기 원소는 3개.....입니다. 그러므로 1족에 있는 원소들은 최외곽 전자 수가 1개입니다. 최외곽 전자들이 원자 결합에 큰 관여를 하는데, 꽉 찬 상태가 가장 안정적이기 때문에 18족 원소들은 화학 반응이 잘 일어나지 않습니다.

주기율표의 숨겨진 마지막 규칙, 세 번째!

각각의 주기에 있는 원소의 수가 다르다는 것입니다. 1주기에는 2개 있고, 2주기와 3주기에는 각각 8개의 원소가 있으며, 4주기와 5주기에는 각각 18개, 6주기와 7주기에는 각각 32개의 원소가 있습니다. 이는 전자들이 도는 궤도 때문입니다. 안 쪽에 있는 원보다는 바깥쪽에 있는 원이 더 크듯이 원소들도 전자들이 도는 궤도가 원형이기 때문에 더 바깥쪽에 있는 전자들이 도는 궤도에 더 많은 전자들이 들어갈 수 있습니다. 그래서 주기가 커질수록 더 많은 원소가 들어갑니다.  이 원리를 쌓음 원리라고 합니다. 그런데 주기율표에는 6주기와 7주기 일부가 2줄로 따로 빠져 있습니다. 원래 이 원소들은 3족과 4족 사이에 있어야 하지만 그렇게 되면 주기율표가 가로로 너무 길어지기 때문에 2줄을 따로 빼게 되었습니다. 

그런데 흥미로운 예측으로는 8주기부터는 쌓음 원리가 깨진다는 것입니다. 

(출처 : 위키백과 - 이 주기율표는 여러가지 확장 주기율표 중 하나인 피쾌모델입니다)

그래서 8주기 이후부터의 주기율표는 위 표처럼 괴상한 모양을 하고 있습니다. 8주기도 6, 7주기처럼 원소 수가 많기 때문에 하단에 따로 분리해 놓았습니다. 8주기 원소의 수는 50개 입니다. 하지만 이 역시 예측이기 때문에 자세한 사항은 원소들이 발견된 후에 알 수 있을 것 같습니다. 

지금까지 주기율표 속 숨은 규칙들과 사실에 대해 알아보았습니다. 더 많은 원소들이 발견되어 8주기의 미스터리도 풀렸으면 좋겠습니다.

이상 임태균 기자였습니다.