원소, 화합물 및 주기율표

원소, 화합물 및 주기율표

Chapter 3

Millikan의 기름방울 실험(1909년)

 전자의 전하를 계산

 e = 1.60 x 1019 C

 Thomson’s 실험값과 합하여 전자의 질량을 계산함

 m = 9.09 x 1028 g   (현재 전자질량  9.11 x 1028 g )

양성자(Proton)의 정의

 1918년 Ernest Rutherford’s 실험실에서 정의

 질량 분석계(Mass Spectrometer)를 사용하여 분석

 질량은 전자보다 약 1800배 무거움

 다른 기체가 사용되었을 때 그들의 질량은 항상 수소 원자에 대하여 관측된 질량의 정수 배인 것으로 보임

양성자 (Proton)

 양전하인 입자

 전자 한 개의 전하(+1.6022 x 10-19 C)를 가짐

 

2) 아 원자 입자

 

1) 금 속 (Metals)

 주기율표에서 가장 많은 원소

성질 (Properties)

 금속광택 (Metallic luster)

 아주 독특한 빛

 전성 (Malleable)

 두드려 얇게 펼 수 있는 능력

 연성 (Ductile) 

 철사처럼 가늘게 뽑을 수 있는 능력

 강도 (Hardness)

 단단한 것  – 철(Fe) 과 크롬(Cr)

 연한 것 – 나트륨(Na), 납(Pb), 구리(Cu) 등

2) 비금속

비금속의 성질

 부서지기 쉬움 

 힘을 가할 때 부서짐

 절연체 

 열과 전기 전도도가 없음

 화학적 반응성

 몇몇은 비활성

 영 족 기체 (Noble gases)

 몇몇은 반응성이 좋음

 F2, O2, H2

 이온 화합물을 형성하기 위해 금속과 반응

3) 준금속 (Metalloids)

 8개 원소들 

 금속과 비금속 사이의 대각선에 위치

 B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, At

성질 (Properties)

 금속과 비금속 사이

 금속 광택

 비금속처럼 부서지기 쉬움

 반도체 (Semiconductors)

 전기 전도성 

 금속과 다소 비슷함

 실리콘(Si)과 게르마늄 (Ge)

이온 (Ions)

 한 원자에서 다른 원자로 전자가 하나 이상이 이동하여 형성 

 전하를 띤 입자 (양전하, 음전하) 

이온 결합 화합물 (Ionic compound)

 이온과 결합한 화합물

 금속과 비금속이 반응할 때 형성 

 Na+과 Cl 이온의 무한한 배열

화학식 단위 (Formula unit )

 이온 결합 화합물의 최소 단위를 나타내는 화학식

예) NaCl, Fe2O3

1) 비 금속과 금속의 반응

2) 이온 결합 화합물의 식

예) 산소(O)와 마그네슘(Mg)의 이온 결합 화합물의 화학식을 쓰시오.

 Mg 은 2A족 Mg2+  

 O 은 6A족 O2–

 전기적인 중성을 위해서 →  Mg:O의 비 = 1:1

 화학식 :  MgO

※ 전이 금속의 경우 

- 한 개 이상의 양이온을 형성

    - 두 개 이상의 이온 화합물 형성 가능

예)   FeCl2   와  FeCl3  등

※전이 금속과 후전이 금속의 양이온

※다원자 이온의 화합물 (표3.5)

표 3.6

 IUPAC 시스템으로 화학적인 화합물의 이름을 표준화

 하나의 시스템의 사용으로 이름에서 화학식을 알 수 있음

 다음 이온 결합 화합물에 대한 명명법을 살펴본다.

 전형 원소 (주 족 원소) – 단 원자 음이온

 전이 금속 

 다 원자 이온 

 수화물 

1) 전형원소의 이온 결합 화합물 명명

2) 전이 금속의 양이온 명명

3) 다원자 이온 및 수화물의 명명

1) 분자에 대한 실험적 증거

분자 (Molecules)

 두 개 이상의 원자로 구성된 전기적으로 중성인 입자 

 ‘브라운 운동’ 에 의하여 확인 

화학 결합 (Chemical bonds)

 두 원자 사이에 전자를 공유하여 형성 - 공유결합

 분자를 구성하는 원자 집단은 함께 움직이며, 

    하나의 입자처럼 행동

분자식 (Molecular formulas)

 분자의 조성을 나타냄

 단일 분자를 형성하고 있는 각 원자들의 수를 명시

2) 비금속으로부터 만들어진 분자성 화합물

비금속 수소화물 (Nonmetal hydrides)

 분자 구성은 비금속 + 수소

 비 금속과 결합한 수소의 수 = 주기율표에서 비활성 기체에 이를 때까지 오른쪽으로 움직이는 공간의 수

 탄소 화합물

 탄소 + 수소, 산소, 질소

탄화수소 (hydrocarbon) 

 탄소와 수소로 이루어진 화합물 

 가장 간단한 탄화수소(알케인)의 일반식:  CnH2n+2

 모두 접미사 –ane 을 가짐

다른 탄화수소

알킨 (Alkenes)

 알케인 (alkanes)보다 탄화수소의 수소가 2개 적음

 CnH2n 

 명명 = 접두사의 번호 + 틴(-ene)

예)  C2H4 = 에틴 (ethylene)

알카인 (Alkynes)

 알케인 (Alkanes)보다 탄화수소의 수가 4개 적음 

 CnH2n – 2  

 명명= 접두사의 번호 + 타인(-yne)

예)  C2H2 = 에타인 (acetylene)

1) 이성분 분자성 화합물

2) 분자성 화합물의 일반명