제 4 강 원소와 화합물 1

3장의 개요 3.1 원소 3.2 원소의 분포 3.3 원소의 이름 3.4 원소의 기호 3.5 주기율표에 대한 서론 3.1 원소 3.2 원소의 분포 3.3 원소의 이름 3.4 원소의 기호 3.5 주기율표에 대한 서론 3.6 천연 상태의 원소 3.7 이원자 분자로 존재하는 원소 3.8 화합물 3.9 화학식 2

화학적 방법으로 더 간단한 물질로 나누어질 수 없는 기본적인 물질 3.1 원소 화학적 방법으로 더 간단한 물질로 나누어질 수 없는 기본적인 물질 지구상에 존재하는 모든 물질과 우주에 존재하는 대부분의 물질은 100여 개의 원소로 구성 각 원소는 번호를 가짐 (수소를 1번으로 하여 복잡성이 증가하는 순서대로 붙임) 대부분의 물질은 두 개 또는 그 이상의 더 간단한 물질로 분해될 수 있음 (물은 수소와 산소로 분해될 수 있음. 설탕은 탄소, 수소, 산소로 분해될 수 있음) 원소는 일반적인 화학 변화를 통하여 더 이상 간단한 물질로 분해될 수 없음 3

* 원자(Atom) 원소의 가장 작은 입자 화학 반응을 일으킬 수 있는 원소의 가장 작은 단위 더 작은 아원자 입자들로 구성 (아원자 입자들은 원소의 성질을 가지고 있지는 않음) 4

-산소는 지구 표면에서 가장 풍부한 원소(49.32%) 3.2 원소의 분포 원소는 자연계에 불균등하게 분포 -산소는 사람 몸에서 가장 풍부한 원소(65%) -산소는 지구 표면에서 가장 풍부한 원소(49.32%) 우주에서 가장 풍부한 원소는 수소(91%)이고, 두 번째로 풍부한 원소는 헬륨 가스(8.75%) 5

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3.3 원소의 이름 * 원소이름의 기원 그리스-색깔 :아이오딘( Iodine) ; ‘보라색 같은’이라는 의미의 그리스어 요오드(iodes) 에서 유래 라틴-성질 : 플루오린(Fluorine) ; ‘흐르다’라는 의미의 라틴어 fluere 에서 유래 독일어-색깔 : 비스무트(Bismuth) ; ‘하얀 덩어리’ 의미의 독일어 weisse mass 에서 유래 폴로늄 Polonium(Po)84 ,라돈(Radon)이라고 한다. 장소 : 저마늄(Germanium Ge:게르마늄) ; 1886년 독일의 화학자에 의해 발견 유명한 과학자 : 아인슈타인늄(Einsteinium: 초우라늄원소 es) ; 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)을 위한 이름 7

ⅰ. 성분 그 자체, ⅱ.성분의 한 개 원자, ⅲ. 성분의 특정한 양을 의미 3.4 원소의 기호 * 기호는 ⅰ. 성분 그 자체, ⅱ.성분의 한 개 원자, ⅲ. 성분의 특정한 양을 의미 원소의 기호에 대한 규칙 : 1. 기호는 한 글자 또는 두 글자 2. 만약 한 글자만 사용되면 대문자로 표기 → C ( 탄소 ) 3. 만약 두 글자가 사용되면 첫 번째 글자만 대문자로 표기 → Ba ( 바륨 ) 8

이 기호들은 대부분 초기의 이름에서 옮겨 왔음 (대부분 라틴어) 기호의 수는 원소와 상관없이 나타남 대부분의 기호는 원소와 동일한 글자에서 시작 9

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N 7 ＊주기율표(periodic table) 주기율표는 1869년 Dimitri Mendeleev에 의해 만들어짐 3.5 주기율표에 대한 서론 ＊주기율표(periodic table) 주기율표는 1869년 Dimitri Mendeleev에 의해 만들어짐 각 상자에 원소 기호와 그 위에 원자 번호(atomic number)라는 숫자가 있음 N 7 11

He헬륨 Ne네온 Ar아르곤 Kr크립톤 Xe제논 Rn라돈 원소들은 원자 번호가 증가하는 순서대로 표에 나열되어 있음 유사한 화학적 성질을 갖는 원소들을 족(group)이라 불리는 열(column)에 정렬시킨 구조 He헬륨 옆의 원소들은 모두 기체이며 불활성이므로 이 족을 불활성 기체(noble gas)라고 함 주기율표에서 키가 큰 열은 주족 원소(representative element), 중심 부분에 있는 원소들은 전이 원소(transition element)라고 함 Ne네온 Ar아르곤 Kr크립톤 Xe제논 Rn라돈 12

＊금속(metal) 대부분의 원소는 금속 금속은 실온에서 고체로 존재 ( 예외 : 수은-실온에서 액체 ) 금속은 열과 전기에 좋은 전도체 금속은 전성을 가짐 ( 판상으로 펴질 수 있음 ) 금속은 높은 광택을 가짐 ( 빛이 남 ) 금속은 연성을 가지고 있음 ( 길게 늘어질 수 있음 ) 대부분의 금속은 높은 끓는점을 가지고 높은 밀도를 가짐 13

＊비금속 (nonmetal) ＊준금속 (metalloid) 광택이 없음 상대적으로 녹는점과 밀도가 낮음 상대적으로 녹는점과 밀도가 낮음 일반적으로 열과 전기의 전도도가 좋지 않음 고체 : 탄소, 인, 황, 셀레늄, 아이오딘 액체 : 브로민 나머지 비금속은 모두 기체 ＊준금속 (metalloid) 금속과 비금속의 중간적 성질을 가짐 붕소, 규소, 저마늄, 비소, 안티모니, 텔루륨, 폴로늄이 있음 15

비금속은 준금속의 오른쪽에서 찾을 수 있음 금속은 준금속의 왼쪽에서 찾을 수 있음 16

Helium He Gold Au Neon Ne Silver Ag Argon Ar Platinum Pt Krypton Kr 3.6 천연 상태의 원소 * 우리 주위의 대부분의 물질은 혼합물이나 화합물이지만 순수한 형태로 존재하는 다음과 같은 원소들이 있다. 불활성 기체 불활성 금속 Helium He Neon Ne Argon Ar Krypton Kr Xenon Xe Radon Rn Gold Au Silver Ag Platinum Pt 17

＊이원자 분자(diatomic molecule) 3.7 이원자 분자로 존재하는 원소 ＊이원자 분자(diatomic molecule) 서로 같거나 또는 다른 두 개의 원자를 포함 18

이원자 분자로 존재하는 원소들 Hydrogen (수 소) H 자연계 존재 안 함 H2 Nitrogen (질 소) N N2 19

H2O H2 O2 수소 가스는 유황에도 있고, 실험실에서 준비될 수 있음 ( 두 경우 모두 2원자 수소 H2 ) 공기 중에 21% 는 산소임. 산소 또한 실험실에서 준비될 수 있음 ( 양쪽의 경우 모두 2원자 산소 O2 ) 물의 화학식 : H2O : 그것은 유리된 수소 (H2) 또는 유리된 산소 (O2)를 포함하지 않음 H2O의 H2 부분은 수소의 두 개의 원자가 물 분자에 있는 산소의 한 개의 원자와 결합된다는 것을 의미 H2O H2 O2 20

＊화합물 두 가지 이상의 원소가 일정 질량비로 화학적으로 합하여 구성된 특정 물질 3.8 화합물 ＊화합물 두 가지 이상의 원소가 일정 질량비로 화학적으로 합하여 구성된 특정 물질 화학적으로 더 간단한 물질로 분해될 수 있음 (더 간단한 화합물 또는 원소) 각 원소의 원자들은 정수비로 결합 분수 형태로는 절대로 결합하지 않음 분자 화합물과 이온 결합 화합물로 나뉨 21

＊화합물 두 가지 이상의 원소가 일정 질량비로 화학적으로 합하여 구성된 특정 물질 3.8 화합물 ＊화합물 두 가지 이상의 원소가 일정 질량비로 화학적으로 합하여 구성된 특정 물질 화학적으로 더 간단한 물질로 분해될 수 있음 (더 간단한 화합물 또는 원소) 각 원소의 원자들은 정수비로 결합 분수 형태로는 절대로 결합하지 않음 분자 화합물과 이온 결합 화합물로 나뉨 21

＊이온( ion ) : 양전하 또는 음전하를 띤 원자나 원자단 양전하를 띤 이온을 양이온(cation) 음전하를 띤 이온을 음이온(anion) 양전하 또는 음전하를 띤 이온들 사이에 존재하는 인력에 의해 이온 결합 화합물이 형성 23

＊Sodium Chloride (염화 소듐) 무색의 결정성 이온 결합 화합물 39.3% 소듐(Na)과 60.7% 염소 (cl) 고체상에서는 전기를 전도하지 않음 용융되면 고체 소듐 (Na) 과 염소(cl) 기체가 발생하여 전류가 흐름 염화 소듐( NaCl) 의 최종 구성 입자들은 양전하를 띤 소듐 이온과 음전하를 띤 염소 이온 24

염화 소듐의 결정 구조는 양전하의 소듐 이온과 음전하의 염소 이온이 인력에 의해 결합 25

＊이온 화학식 화학식은 보통 화합물 내에 존재하는 원자들의 가능한 한 가장 간단한 비율로서 나타냄 NaCl 식은 NaCl 이 존재하는 것만을 의미하지 않음 염화 소듐 결정에 있는 염소와 소듐의 비율이 1:1 이라는 것을 의미함 26

이온은 양전하 또는 음전하를 띤 이온들 사이에 존재하는 인력에 의해 결합하고, 분자는 공유 결합에 의해서 서로 결합함 화 합 물 분자 화합물 이온 결합 화합물 둘 이상의 원소로 구성된 분자들 음전하를 띠는 음이온 양전하를 띠는 양이온 화합물은 분자와 이온으로 나눌 수 있음 이온은 양전하 또는 음전하를 띤 이온들 사이에 존재하는 인력에 의해 결합하고, 분자는 공유 결합에 의해서 서로 결합함 27

NaCl ＊화학식 적는 방법 소듐 원소를 표시 염소 원소를 표시 (한 개의 원자) (한 개의 원자) 3.9 화학식 3.9 화학식 ＊화학식 적는 방법 1. 화합물의 화학식은 화합물 내 모든 원소의 기호를 포함 ( 화학식이 어느 원소의 원자 한 개를 포함한다면 그 원소 기호가 하나의 원자를 나타냄 ) NaCl 소듐 원소를 표시 (한 개의 원자) 염소 원소를 표시 (한 개의 원자) 28

H3PO4 산소 원소를 나타냄 (O) 산소 네 개의 원자를 나타냄 세 개의 수소 수소 원소를 원자를 나타냄 나타냄 (H) 2. 화학식에 어떤 원소의 원자를 두 개 이상 포함하고 있으면 원자수는 그 원자 기호의 오른쪽에 아래 첨자로 나타냄 산소 원소를 나타냄 (O) H3PO4 수소 원소를 나타냄 (H) 산소 네 개의 원자를 나타냄 세 개의 수소 원자를 나타냄 인 원소를 나타냄 (P) 29

Ba3(PO4)2 바륨 원소를 나타냄 두 개의 인산기를 나타냄(PO4-) 세 개의 바륨 원자를 나타냄 3. 묶은 원자단이 두 개 이상 존재하면 원자단에 괄호를 치고 괄호 오른쪽에 아래 첨자로 원자단 단위의 개수를 표기함 바륨 원소를 나타냄 Ba3(PO4)2 두 개의 인산기를 나타냄(PO4-) 세 개의 바륨 원자를 나타냄 한 개의 인 원자와 네 개의 산소 원자로 구성된 인산기를 나타냄 30

H2O * H2O, 쓴 화학식은 화합물에 포함된 각 원자의 개수와 종류만을 나타냄. 화학식은 화합물의 원자 배열이나 화학적으로 어떻게 서로서로 결합하고 있는가는 나타내지 않음 31