화학의 이해

원자모형과 주기율표

보어 모형에서 에너지 준위와 부준위를 가진 전자는 원자핵 주위의 불연속적인 준위에만 존재한다. 전자가 높은 준위에서 낮은 준위로 전이하면 두 준위 사이의 에너지 차이에 해당하는 빛이 방출되며, 전이 전 준위의 전체 에너지가 빛으로 나오는 것은 아니다. 부준위는 주양자수 안에서 s, p, d, f로 나뉘고, 전자배치는 낮은 에너지 준위부터 전자를 채우는 순서로 정해진다. 주기율표에서 원소들의 족과 주기를 보면, 주기는 전자껍질 수가 같은 가로줄이고 족은 원자가 전자 수가 같아 화학적 성질이 비슷한 세로줄이다. 같은 족 원소는 원자가 전자 수가 같지만, 같은 주기 원소는 전자껍질 수만 같을 뿐 원자가 전자 수는 서로 다르다. 전형원소는 1, 2족과 13~18족을 말하며 3~12족은 전이원소이다. 17족 원소는 원자가 전자가 7개이고 음이온이 되기 쉬우며, 3주기 17족 원소는 염소이다. 주기율 경향에 따라 원자번호가 증가하면 원자가 전자 수는 1에서 8까지 주기적으로 반복되고, 같은 주기에서는 원자 반지름이 작아지고 이온화에너지가 커진다. 원소들의 성질은 이러한 경향으로 설명된다. 원자가 전자는 가장 바깥 껍질에 있는 전자로서 화학 결합에 참여하며, 18족 원소는 원자가 전자가 8개(He은 2개)로 닫힌껍질 구조를 이룬다.