핵심 개념
이 기사에서는 원자 번호, 정의, 요소 분류에 대한 유용성 및 화학 이론으로서의 역사에 대해 배웁니다.
요소
한 요소가 다른 요소와 정확히 다른 점은 무엇입니까? 탄소와 수소 및 산소가 다른 물질로 간주되는 이유는 무엇입니까? 가장 기본적인 수준에서 이러한 요소들 사이의 차이점을 설명하는 것을 구체적으로 지적 할 수있는 것은 무엇입니까?
대답은 원자 번호입니다. 주기적인 테이블을 보면 각 요소는 화학자들이“원자 번호”라고 부르는 1에서 118 사이의 고유 한 값을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 수소는 원자 수가 1입니다. 탄소는 원자 수가 6입니다. 산소는 원자 수가 8입니다.
첫 번째 홍당무에서는 요소의 원자 번호가 임의적이라고 가정 할 수 있습니다. 원자 번호에는 1에서 118까지의 간격이 없기 때문에 원자 번호는 편리한 수치 식별 역할 만하기 쉽습니다. 그러한 수치 식별이 제공하는 일부 데이터 조직 장점을 생각할 수도 있습니다. 그러나 원자 번호는 임의적이지 않습니다. 각 요소의 아 원자 구조에 대한 근본적인 내용을 말합니다.
원자 번호는 무엇입니까?
본질적으로 요소는 원자 유형입니다. 원자 자체는 화학자가 아 원자 입자, 즉 양성자, 전자 및 중성자라고 부르는 작은 원형 구조입니다. 상이한 원소는 이들 아 원자 입자의 상이한 수의 원자를 포함한다.
이를 염두에두고 요소의 원자 번호는 요소의 한 원자에서 발견되는 양성자 수를 나타냅니다. 따라서, 수소 원자에는 1 개의 양성자, 탄소 원자에는 6 개의 양성자가 있습니다.
중요하게도 화학자들은 원자 번호를 으로 사용합니다 요소의 특성을 정의합니다. 원자는 수 다수의 중성자와 전자를 가질 수 있지만 6 개의 양성자가있는 한 화학자는 항상 탄소 원자라고 생각합니다.
탄소를 염두에두고, 원자 구조에는 6 개의 중성자가 가장 많지만 화학자는 7, 8 이상의 중성자가있는 다른 형태의 탄소에 대해 알고 있습니다. 상이한 중성자 수를 갖는 요소의 변형 및 원자 중량이 다른 원소의 "동위 원소"라고 불린다. 또한 산소는 원소 형태의 8 개의 전자를 가지지 만 특정 조건에서 10 개의 전자를 가질 수 있습니다. 전자 수가 다른 요소의 변형과 다른 전하가 요소의 "이온"이라고합니다.
원자 번호 및 주기성 테이블
우리는 원자가 양성자 수뿐만 아니라 중성자 및 전자 수에 따라 다를 수 있다는 것을 알고 있기 때문에 왜 우리는 양성자에 대해 그렇게 많이 신경 쓰는가? 결국, 화학자들은 주기성 테이블에서 원자 번호로 요소를 구성하는데, 이는 원자의 양성자 수와 관련된 고유의 중요성을 시사합니다. 그 대답은 다른 요소의 화학에 있습니다.
사실, 화학자들은 항상 원자 번호를 사용하여 요소를 분류하지는 않았습니다. 현대주기 테이블의 건축가 인 Dmitri Mendeleev는 1869 년 원자 질량에 따라 첫 번째 테이블을 정리했습니다. 원자 질량은 본질적으로 양성자 및 중성자의 합과 같기 때문에 원자 수와 밀접하게 관련이 있습니다. 실제로 Mendeleev의 첫 번째 주기율표는 요소를 현대 테이블과 비슷한 순서로 배열합니다.
원자 무게를 사용하지 않는 것은 무엇입니까?
그러나이 테이블의 일부 빠른 관찰은 원자 질량에 의해 요소를 주문하는 것이 도움이되지 않고 오해의 소지가 있음을 보여 주었다. 첫째, 일부 요소에는 고유 한 원자 질량이 없습니다. 테이블의 제형 시점에서 화학자들은 니켈과 코발트의 원자 질량이 서로 대략 같은 것으로 추정했습니다. 비 유적 원자 덩어리는 이러한 방식으로 요소를 의미있게 주문하는 것이 불가능하다고 제안했습니다.
둘째, 더 문제가되는 요소의 화학적 거동은 질량 기반 순서를 약화시켰다. 화학자들은 당시 원자 질량이 매우 먼 특정 요소가 유사한 화학적 특성을 가지고 있음을 이해했습니다. 불소, 염소, 브로민 및 요오드는 각각 규정형 원소 형태를 가졌으며, -1 전하로 독점적으로 이온화하는 강한 경향이 있었다. 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘은 엄청나게 불안정한 중성 상태를 가졌으며 +1 하전 이온을 형성하는 것처럼 보였다. 화학자들은 또한 비슷한 행동에 대한 질소, 인 및 비소뿐만 아니라 탄소, 실리콘 및 셀레늄을 그룹화했습니다.
화학자들의 눈썹을 높이는“할로겐”이라고 불리는이 첫 번째 그룹의 배열이었다. Mendeleev는이 유사한 화학 그룹 이이 할로겐에 대한 행을 포함하여 동일한 행을 공유하도록 테이블을 정리했습니다. 그러나 그는 Tellurium이 산소 그룹과 유사한 화학적 거동을 가지고 있음을 알고있었습니다. Tellurium은 요오드보다 더 무거운 원자 무게를 가지고있어 Mendeleev는 요오드 전에 한 공간을 화학 그룹화를 유지하기 위해 혼란스럽게 배치하도록 강요했습니다.
.Mendeleev의 첫 번째 테이블을 게시 한 직후, 테이블이 재 배열이 필요하다는 것이 분명해졌습니다.
원자 번호의 힘
반세기 이상 동안 화학자들은주기적인 테이블과 관련하여 어색한 공간에서 살았습니다. 한편으로, 그들은 Mendeleev의 1869 테이블에 새로운 모델이 필요한 결함이 있음을 이해했습니다. 다른 한편으로는 더 나은 모델이 존재하지 않았으며 원자 질량 테이블은 여전히 대부분의 화학 그룹을 유지했습니다.
이것은 1911 년 어니스트 러더 포드가 그의 유명한 금 포일 실험에서 데이터를 발표했을 때 바뀌었다. Rutherford는 각 원자가 반대로 하전 된 입자의 구름 내에 전하 입자의 핵을 가졌다 고 이론화했다. 중요하게도, 이것은 과학자들이 이론적 으로이 핵 전하를 측정 할 수 있음을 의미했다. 화학자들은 주어진 요소의 전하 값이 핵에서 양성자라고 불리는 입자의 수에 해당한다고 이론화했다. 수십 년 동안, "원자 수"라는 각 핵 전하가 측정되어 요소를 주문하는 대체 방법을 제공했습니다.
따라서,주기적인 테이블의 현대 형태가 공식화되었다. 이전 테이블과 달리 원자 번호로 주문하면 화학 그룹의 배열이 유지됩니다.
또한,이 현대적인 반복은 전체 테이블에서 트렌드의 출현을 허용합니다. 이러한 경향은 전기 음성, 전자 친화도, 원자 반경 및 이온화 에너지입니다. 각 추세는 각 요소의 양성자 수와 직접적인 관계를 갖습니다. 이로 인해 각 추세는 테이블의 오른쪽 상단 또는 왼쪽 코너에 가까워 질 때 강도가 증가하거나 감소합니다. 이러한 트렌드를 보려면 대화식주기 테이블을 확인하십시오.
