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주기율표

Periodic table
화학 원소들의 주기율표는 (주기율표에서) 가장 일반적으로 이름이 붙여진 원소들의 집합과 금속과 비금속 사이의 전통적인 구분선을 보여줍니다. f-블록은 실제로 그룹 2그룹 3 사이에 들어맞으며, 일반적으로 공간을 절약하기 위해 테이블 아래에 표시됩니다.

주기율표원소 주기율표라고도 하며, 화학 원소를 행("주기")과 열("그룹")로 배열합니다. 화학아이콘이며 물리학 및 기타 과학에서 널리 사용됩니다. 주기율법을 묘사한 것인데, 원소들이 원자번호 순서대로 배열되면 그 성질의 대략적인 재발이 분명하다는 것입니다. 테이블은 블록이라고 불리는 대략 직사각형 영역 네 개로 나뉩니다. 같은 그룹에 속한 원소들은 비슷한 화학적 특성을 보이는 경향이 있습니다.

수직, 수평 및 대각선 추세는 주기율표의 특징입니다. 금속성은 그룹을 따라 내려가면서 증가하고 일정 기간 동안 왼쪽에서 오른쪽으로 감소합니다. 비금속성은 주기율표의 왼쪽 하단에서 오른쪽 상단으로 갈수록 증가합니다.

1869년 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프의 주기율표가 처음으로 일반적으로 받아들여졌습니다. 그는 주기율을 원자량에 대한 화학적 성질의 의존성으로 공식화했습니다. 그때 모든 원소가 알려진 것은 아니었으므로 그의 주기율표에는 빈틈이 있었고, 멘델레예프는 주기율법을 이용하여 몇 가지 누락된 원소의 성질을 예측하는 데 성공했습니다. 주기율은 19세기 후반에 근본적인 발견으로 인식되었습니다. 그것은 20세기 초에 원자 번호의 발견과 양자역학에서의 관련 선구적인 작업으로 설명되었고, 두 가지 아이디어 모두 원자의 내부 구조를 밝히는 역할을 했습니다. 1945년 글렌 T와 함께 눈에 띄게 현대적인 형태의 테이블에 도달했습니다. 시보그가 발견한 것은 악티니드가 실제로는 d-블록 요소가 아니라 f-블록 요소였다는 것입니다. 주기율표와 법칙은 오늘날 현대 화학의 중심적이고 필수불가결한 부분입니다.

주기율표는 과학의 발전에 따라 계속 진화하고 있습니다. 자연에는 원자번호 94번까지의 원소만 존재하며,[a] 더 나아가 실험실에서 새로운 원소를 합성할 필요가 있었습니다. 오늘날, 처음 118개의 원소가 모두 알려져 있고, 따라서 표의 처음 7개의 행을 완성할 수 있지만, 가장 무거운 원소가 그들의 위치와 일치하는지 확인하기 위해서는 화학적 특성이 여전히 필요합니다. 표가 이 7열을 넘어 어디까지 갈 것인지, 표의 알려진 부분의 패턴이 이 미지의 영역까지 이어질지는 아직 알 수 없습니다. 오늘의 표에서 일부 요소가 정확하게 배치되었는지에 대해서도 일부 과학적 논의가 계속되고 있습니다. 주기율법의 대안적 표현이 많이 존재하고, 주기율표의 최적 형태가 있는지에 대해서는 어느 정도 논의가 있습니다.

개요

그룹. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
수소 &
알칼리 금속
알칼리토금속 트라이얼스 테트렐스 Pnicto­gens 찰 ­코 ­겐스 할로 ­겐스 노블
기체
기간

1

­수소1H1.0080 헤 ­리움24.0026
2 리튬 ­늄36.94 베릴 ­리움4있다9.0122 붕소5B10.81 탄소6C12.011 니트로 ­겐7N14.007 옥시 ­겐8O15.999 플루오르 ­린9F18.998 네온1020.180
3 그래서 ­듐1122.990 마그네 ­슘12Mg24.305 ­알루미늄1326.982 실리 ­콘1428.085 포스 ­푸스15P30.974 유황16S32.06 클로르 ­린1735.45 아르곤18아르39.95
4 포타스 ­슘19K39.098 칼 ­슘2040.078 스캔 ­듐21스크44.956 티타 ­늄2247.867 바나 ­듐23V50.942 크롬 ­늄24Cr51.996 만화 ­어25Mn54.938 2655.845 코발트2758.933 니켈2858.693 구리29CU63.546 아연30Zn65.38 갈륨3169.723 ­늄3272.630 비소33~하듯이74.922 셀레 ­늄3478.971 브로민35브르79.904 크립 ­턴36크르83.798
5 루비드 ­움37Rb85.468 스트론트 ­움38스르87.62 이트리움39Y88.906 지르코 ­늄40Zr91.224 니오 ­븀41Nb92.906 몰리브 ­덴4295.95 테크 ­네튬43Tc[97] 루테 ­늄44101.07 로 ­듐45Rh102.91 팔라드 ­움46PD106.42 실버47아그107.87 캐드 ­뮴48Cd112.41 인듐49114.82 주석50Sn118.71 안티 ­니51Sb121.76 텔루르 ­움52127.60 요오드53I126.90 제논54Xe131.29
6 카에 ­슘55Cs132.91 바 ­륨56137.33 1 asterisk 루테 ­튬71174.97 하프 ­늄72Hf178.49 탄타 ­룸73180.95 텅 ­스텐74W183.84 레 ­늄75186.21 오스 ­뮴76오스190.23 이리듐77192.22 플라트 ­늄78Pt195.08 골드79아우196.97 머 ­큐리80흐그200.59 탈륨81Tl204.38 이끌다82피비207.2 비스 ­무스83208.98 폴로 ­늄84[209] 아스타 ­틴85[210] 라돈86Rn[222]
7 프랑 ­슘87프르[223] 라 ­듐88[226] 1 asterisk 로렌 ­슘103Lr[266] 러더 ­포듐104알프[267] 두브 ­늄105db[268] 바다 ­보리움106Sg[269] 보어 ­움107Bh[270] 하스 ­슘108[269] 메이트 ­네륨109[278] Darm­stadtium110Ds[281] 뢴트 ­게늄111Rg[282] 구리 ­니슘112씨엔[285] 니혼 ­움113[286] 플레로프 ­움114[289] 모스크바 ­움115[290] 간 ­모륨116Lv[293] 테니스 ­린117[294] 오가 ­네손118오그[294]
1 asterisk 란 ­탄57138.91 세륨58140.12 Praseo­dymium59프르140.91 네오 ­디뮴60Nd144.24 프로메 ­튬61피엠[145] 사마 ­륨62스엠150.36 유로 ­움63에우151.96 가돌린 ­움64그디157.25 테르 ­븀65Tb158.93 디스프로 ­슘66다이162.50 홀 ­늄67164.93 에르븀68음.정말167.26 툴륨69Tm168.93 이터 ­븀70이브173.05
1 asterisk 액틴 ­움89아크[227] 토르 ­움90232.04 프로탁 ­티늄91231.04 우라 ­늄92U238.03 넵투 ­늄93Np[237] 명왕성 ­늄94[244] 미국 ­슘95[243] 큐륨96씨엠[247] 베르켈 ­움97Bk[247] 캘리포니아 ­늄98cf[251] Einstei­nium99에스[252] 페르 ­뮴100에프엠[257] 멘데 ­레비움101Md[258] 노벨 ­움102아니요.[259]

각각의 화학 원소는 안에 있는 양성자의 수를 나타내는 고유한 원자 번호(Z)를 가지고 있습니다.[3] 대부분의 원소는 여러 개의 동위원소를 가지고 있는데, 양성자의 수는 같지만 중성자의 수는 다른 변종입니다. 예를 들어 탄소에는 세 개의 자연적으로 존재하는 동위원소가 있습니다. 모든 원자는 6개의 양성자를 가지고 있고 대부분은 6개의 중성자를 가지고 있지만 약 1%는 7개의 중성자를 가지고 있고 매우 작은 부분은 8개의 중성자를 가지고 있습니다. 동위원소는 주기율표에서 분리되지 않고 항상 하나의 원소 아래에서 함께 분류됩니다. 원자량이 표시될 때는 대개 자연적으로 발생하는 동위원소의 가중평균이지만, 만약 원자량이 없다면, 가장 안정한 동위원소의 질량은 대개 괄호 안에 표시됩니다.[4]

표준 주기율표에서 원소는 원자 번호 Z가 증가하는 순서대로 나열됩니다. 새로운 전자 쉘이 첫 번째 전자를 가질 때 새로운 행(주기)이 시작됩니다. (그룹)은 원자의 전자 배치에 따라 결정되며, 특정 서브쉘에 동일한 수의 전자가 있는 원소는 가장 바깥쪽 p-서브쉘에 4개의 전자가 있기 때문에 동일한 열에 속합니다(예를 들어 산소, , 셀레늄은 모두 동일한 열에 속합니다). 화학적 성질이 비슷한 원소들은 일반적으로 주기율표에서는 같은 그룹에 속하지만, f-블록에서는 같은 주기의 원소들도 비슷한 성질을 갖는 경향이 있습니다. 따라서 원소 주위의 원소의 성질을 알면 원소의 화학적 성질을 비교적 쉽게 예측할 수 있습니다.[5]

처음 94개의 원소는 자연적으로 발생하며 [a]나머지 24개의 아메리슘 토오가네손(95–118)은 실험실에서 합성될 때만 발생합니다. 94개의 자연 발생 원소 중 83개는 원시 원소이고 11개는 원시 원소의 붕괴 사슬에서만 발생합니다. 후자의 일부는 매우 희귀해서 자연에서 발견되지 않았지만, 결국 자연에 존재한다는 것이 밝혀지기 전에 실험실에서 합성되었습니다: 테크네튬(원소 43), 프로메튬(원소 61), 아스타틴(원소 85), 넵투늄(원소 93), 플루토늄(원소 94).[6] 아인슈타인보다 무거운 원소는 순수한 형태로 거시적인 양으로 관측된 적이 없고, 스타틴도 없고, 프랑슘은 미시적인 양(원자 30만 개)에서 방출되는 빛의 형태로만 촬영된 적이 없습니다.[7]

그룹명 및 번호

국제 명명 규칙에 따라 그룹은 맨 왼쪽 열(알칼리 금속)부터 맨 오른쪽 열(귀기체)까지 1부터 18까지 숫자로 번호가 매겨집니다. f-블록 그룹은 이 번호 부여에서 무시됩니다.[8] 그룹은 또한 그룹 3에 대한 "스캔디엄 그룹"과 같은 첫 번째 요소로 이름을 지정할 수 있습니다.[8] 이전에는 그룹이 로마 숫자로 알려져 있었습니다. 미국에서, 로마 숫자는 그룹이 s- 또는 p-블록 안에 있으면 "A", 또는 그룹이 d-블록 안에 있으면 "B"로 이어집니다. 로마 숫자는 오늘날 명명 규칙의 마지막 자리에 해당합니다(예: 4족 원소는 IVB족, 14족 원소는 IVA족). 유럽에서는 1그룹부터 7그룹까지 'A'를, 11그룹부터 17그룹까지는 'B'를 사용한 것을 제외하고는 글자가 비슷했습니다. 또한, 8, 9, 10 그룹은 하나의 트리플 사이즈 그룹으로 취급되곤 했는데, 이는 두 표기법 모두에서 그룹 VIII로 통칭되었습니다. 1988년, 새로운 IUPAC (국제 순수 응용 화학 연합) 명명 시스템 (1–18)이 사용되었고, 예전의 그룹 이름 (I–VIII)은 사용되지 않았습니다.[9]

IUPAC 그룹 1a 2 b 3c 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
멘델레예프 (I–VIII) IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB d
CAS (미국, A-B-A) IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA 비아 VIIA VIIIA
구 IUPAC (유럽, A-B) IA IIA IIIA IVA VA 비아 VIIA VIIIB IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB 0
사소한 이름r H와 알칼리 금속 알칼리 토금속 트라이얼 테트렐 pnicto­gens 찰 ­코 ­겐들 후광 ­종 비활성 기체
요소별r 이름 리튬 ­늄족 베릴 ­륨족 스캔 ­듐 그룹 티탄 ­늄족 바나 ­듐 그룹 크로 ­뮴기 맨 ­가 ­족 철군 ­발트족 니켈기 그룹당 ­ 아연기 붕소기 카 ­본 그룹 니트로 ­겐기 산소 ­기 플루오르 ­린기 헬륨 또는 네온기
기간1
기간2 있다 B C N O F
기간3 Mg P S 아르
기간4 K 스크 V Cr Mn CU Zn ~하듯이 브르 크르
기간5 Rb 스르 Y Zr Nb Tc Rh PD 아그 Cd Sn Sb I Xe
기간6 Cs 라이브 Hf W 오스 Pt 아우 흐그 Tl 피비 Rn
기간7 프르 Ac–No Lr 알프 db Sg Bh Ds Rg 씨엔 Lv 오그
a 그룹 1은 수소(H)와 알칼리 금속으로 구성되어 있습니다. 그룹의 원소는 외부 전자 껍질에 하나의 s-전자를 가지고 있습니다. 수소는 금속이 아니기 때문에 알칼리 금속으로 간주되지 않지만 다른 어떤 그룹보다 수소와 더 유사합니다. 이것은 그룹을 다소 예외적으로 만듭니다.
b 14개의 f-블록 그룹(열)에 그룹 번호가 없습니다.
c 그룹 3의 올바른 구성은 여기에 표시된 것과 같이 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 루테튬(Lu) 및 로렌슘(Lr)입니다. 이[9] 질문에 대한 IUPAC[10] 보고서는 1988년 및 2021년에 승인되었습니다. 일반적인 무기화학 문헌들은 종종 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 란타넘(La), 악티늄(Ac)을 3족에 넣어 Ce-Lu와 Th-Lr이 3족과 4족 사이의 f-블록이 되도록 했는데, 이는 역사에서 잘못 측정된 전자 구성에 근거한 것이었고,[11] 레프 란다우에브게니 리프쉬츠는 1948년에 이미 그것이 틀렸다고 생각했습니다.[12] 이를 옹호하기 위한 현대 문헌에서는 여전히 논쟁이 종종 발생할 수 있지만, 대부분의 저자들은 논리적으로 일관성이 없다고 생각합니다.[13][14][15] 일부 출처는 La-Lu와 Ac-Lr을 f-블록 행으로 배치하는 절충을 따르며(양자역학과 모순되는 각 행에 15개의 f-블록 요소를 제공함에도 불구하고) 그룹 3의 더 무거운 구성원을 모호하게 만듭니다.[10] 그룹 3 요소#구성을 참조하십시오.
d 18족, 즉 비활성 기체는 멘델레예프의 원래 표가 있을 때 발견되지 않았습니다. 나중에 멘델레예프는 그들의 존재에 대한 증거를 받아들였고, 그들은 주기율표 원칙을 어기지 않고 일관되게 새로운 "그룹 0"에 배치될 수 있었습니다.
r IUPAC에서 권장하는 그룹 이름입니다.

프레젠테이션 양식

수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오븀 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로퓸 가돌리늄 테르븀 디스프로슘 홀뮴 에르븀 툴륨 이터븀 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 칼리포르늄 아인슈타이늄 페르뮴 멘델레븀 노벨륨 로렌시움 러더포디움 두브늄 시보르기움 보륨 하시움 미트네륨 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로븀 모스코비움 리보모륨 테넨신 오가네손

32열

18열

공간상의 [16][17]이유로, 주기율표는 일반적으로 f-블록 요소를 잘라내어 본체 아래에 별개의 부분으로 배치하여 제시됩니다.[18][16][9] 이렇게 하면 요소 열의 수가 32개에서 18개로 줄어듭니다.[16]

두 양식 모두 동일한 주기율표를 나타냅니다.[19] f-블록이 본체에 포함된 형태를 32열[19] 또는 긴 형태라고 부르기도 하고,[20] f-블록이 있는 형태를 18열 또는[19] 중간 길이의 형태를 잘라내기도 합니다.[20] 32열 형태는 모든 요소를 올바른 순서로 보여주는 장점이 있지만 더 많은 공간이 필요하다는 단점이 있습니다.[21] 선택된 양식은 편집상의 선택이며, 과학적 주장이나 진술의 변경을 의미하지 않습니다. 예를 들어, 그룹 3의 구성을 논의할 때, 선택지는 두 가지 형태 모두에서 동등하게(편견되지 않음) 보여줄 수 있습니다.[22]

주기율표는 적어도 원소의 기호를 보여줍니다. 많은 원소들은 색 부호화나 셀의 데이터로 원소에 대한 보충 정보를 제공하기도 합니다. 위의 표는 원소들의 이름과 원자 번호, 그리고 그들의 블록, 자연 발생, 표준 원자량을 보여줍니다. 표준 원자량이 없는 단명 원소의 경우, 가장 안정적인 것으로 알려진 동위 원소의 질량 번호를 대신 사용합니다. 다른 표에는 물질의 상태, 녹는점 및 끓는점, 밀도와 같은 특성뿐만 아니라 요소의 다양한 분류가 포함될 수 있습니다.[b]

원소의 원자 구조

핵과 그 주변의 전자들은

확률밀도 및 위상을 나타내는 일부 수소 유사 원자 궤도의 3D 보기(g궤도 이상은 표시되지 않음)

모든 정상 물질의 가장 작은 구성 요소는 원자로 알려져 있습니다. 원자는 지름이 약 100억분의 1미터로 매우 작기 때문에 내부 구조는 양자역학에 의해 지배됩니다.[23] 원자는 양전하를 띤 양성자와 전하를 띠지 않은 중성자로 구성된 작은 양전하를 띤 핵으로 구성되어 있으며, 음전하를 띤 전자 구름에 둘러싸여 있어 전하가 상쇄되므로 원자는 중성입니다.[24] 전자는 화학 반응에 참여하지만 핵은 그렇지 않습니다.[24] 원자가 화학 반응에 참여할 때, 그들은 양전하 또는 음전하를 띤 이온을 형성하기 위해 전자를 얻거나 잃거나 또는 전자를 서로 공유합니다.[18]

원자들은 그들이 가지고 있는 양성자의 수(따라서 전자)에 따라 다른 종류로 세분될 수 있습니다.[24] 이것은 원자 번호라고 불리며, 종종 Z("Zahl"은 독일어로 "숫자")로 상징됩니다. 따라서 각각의 고유한 원자 번호는 원자의 한 종류에 해당합니다: 이러한 종류는 화학 원소라고 불립니다.[26] 화학 원소는 주기율표에서 분류하고 정리한 것입니다. 수소는 원자번호 1, 헬륨, 원자번호 2, 리튬, 원자번호 3 등을 가진 원소입니다. 이들 각각의 이름은 한 글자 또는 두 글자의 화학 기호로 더 줄여질 수 있습니다; 수소, 헬륨, 리튬의 이름은 각각 H, He, Li입니다.[19] 중성자는 원자의 화학적 정체성에는 영향을 미치지 않지만 무게에는 영향을 미칩니다. 양성자의 수는 같지만 중성자의 수가 다른 원자를 같은 화학 원소의 동위 원소라고 합니다.[19] 자연적으로 발생하는 원소는 일반적으로 서로 다른 동위 원소의 혼합물로 발생합니다. 각 동위 원소는 일반적으로 특징적으로 풍부하게 발생하기 때문에 자연적으로 발생하는 원소는 해당 원소의 자연적으로 발생하는 원자의 평균 질량으로 정의되는 잘 정의된 원자량을 가집니다.[27]

오늘날 118개의 원소가 알려져 있으며, 그 중 첫 94개는 현재 지구에서 자연적으로 발생하는 것으로 알려져 있습니다.[28][a] 94개의 자연 원소 중 80개는 안정한 동위 원소를 가지고 있고, 나머지 1개(비스무스)는 거의 안정한 동위 원소를 가지고 있습니다(반수명은 2.01×10년19, 우주 나이의 10억 배 이상).[31][c] 토륨우라늄 두 개는 지구 나이와 비슷한 반감기를 가진 방사성 붕괴를 겪고 있는 동위원소를 가지고 있습니다. 안정한 원소에 비스무트, 토륨, 우라늄을 더한 83개의 원소가 지구 형성에서 살아남은 원시 원소입니다.[d] 나머지 11개의 자연 원소들은 충분히 빨리 붕괴되어 그들의 지속적인 미량 발생은 토륨과 우라늄의 붕괴의 중간 생성물로서 지속적으로 재생되는 것에 주로 의존합니다.[e] 알려진 24개의 인공 원소는 모두 방사성입니다.[19]

전자 구성

주기율표는 화학 원소의 성질과 원자 구조가 원자 번호주기 함수라는 [37]주기율 법칙을 그래픽으로 묘사한 것입니다.[38] 원소들은 그들의 전자 구성에 따라 주기율표에 배치되는데,[39] 주기적인 재발은 주기율표 전체의 성질의 추세를 설명합니다.[40]

전자는 원자 궤도에 살고 있는 것으로 생각할 수 있으며, 이는 전자가 원자 주변의 특정 지역에서 발견될 수 있는 확률을 특징으로 합니다. 그들의 에너지는 양자화됩니다. 즉, 그들은 이산 값만 취할 수 있습니다. 또한 전자는 파울리 배타원리를 따르는데, 서로 다른 전자는 항상 서로 다른 상태에 있어야 합니다. 이를 통해 전자가 껍질로 알려진 다양한 에너지 수준을 취할 수 있는 가능한 상태를 분류할 수 있으며, 각각 하나 이상의 궤도를 포함하는 개별 하위 껍질로 구분됩니다. 각각의 궤도는 최대 2개의 전자를 포함할 수 있습니다: 그것들은 스핀으로 알려진 양으로 구별되며, 일반적으로 "위" 또는 "아래"로 표시됩니다.[41][f] 차가운 원자(지하 상태에 있는 하나)에서 전자는 사용 가능한 가장 낮은 에너지 궤도를 차지함으로써 전자가 가지고 있는 총 에너지가 최소화되도록 배열합니다.[43] 가장 바깥쪽에 있는 전자(이른바 원자가 전자)만이 핵에서 벗어나 다른 원자와 화학 반응에 참여할 수 있는 충분한 에너지를 가지고 있습니다. 다른 것들은 코어 전자라고 불립니다.[44]

ℓ = 0 1 2 3 4 5 6 쉘 용량(2n2)[45]
오비탈 s p d f g h i
n = 1 1s 2
n = 2 2s 2개 8
n = 3 3s 3p 3d 18
n = 4 포스 4개 4d 4f 32
n = 5 5s 5개 5d 5f 5g 50
n = 6 6s 6p 6d 6f 6g 6시 72
n = 7 7s 7p 7d 7f 7g 7시 7i 98
하위 쉘 용량(4 ℓ+2) 2 6 10 14 18 22 26

원소들은 처음 7개의 포탄까지 차지하고 있는 것으로 알려져 있습니다. 첫 번째 껍질은 구형의 s 오비탈인 하나의 오비탈만을 포함하고 있습니다. 첫 번째 껍질에 있기 때문에 이것은 1s 오비탈이라고 불립니다. 최대 2개의 전자를 수용할 수 있습니다. 두 번째 껍질도 마찬가지로 2s 오비탈을 포함하고 있으며, 덤벨 모양의 2p 오비탈도 3개 포함하고 있어 최대 8개의 전자(2×1 + 2×3 = 8)를 채울 수 있습니다. 제3 쉘은 1개의 3s 오비탈, 3개의 3p 오비탈 및 5개의 3d 오비탈을 포함하고, 따라서 2×1 + 2×3 + 2×5 = 18의 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 셀. 제4 쉘은 1개의 4s 오비탈, 3개의 4p 오비탈, 5개의 4d 오비탈 및 7개의 4f 오비탈을 포함하므로 2×1 + 2×3 + 2×5 + 2×7 = 32의 용량을 갖습니다. 높은 껍질들은 패턴을 이어가는 더 많은 종류의 궤도들을 포함하고 있지만, 그러한 종류의 궤도들은 알려진 원소들의 바닥 상태에서는 채워지지 않습니다.[46] 하위 쉘 유형은 양자 번호가 특징입니다. 원자 안의 오비탈은 주양자수 n, 방위양자수 ℓ(궤도형), 자기양자수 m, 스핀양자수 s의 네 가지 숫자로 완벽하게 설명됩니다.

서브쉘채움순서

Madelung 규칙에 따른 서브쉘 충전의 이상적인 순서

하위 껍질이 채워진 순서는 대부분의 경우 마델룽 또는 클레치코프스키 규칙(각각 에르빈 마델룽브세볼로드 클레치코프스키 이후)으로 알려진 아우프바우 원리에 의해 주어집니다. 이 규칙은 Madelung에 의해 처음 경험적으로 관찰되었고, Klechkovsky와 후대의 저자들은 그것을 이론적으로 정당화했습니다.[47][48][49][50] 셸은 에너지에서 겹치고, 마델룽 규칙은 다음에 따라 채우기 순서를 지정합니다.[48]

1s ≪ 2s < 2p ≪ 3s < 3p ≪ 4s < 3d < 4p ≪ 5s < 4d < 5p ≪ 6s < 4f < 5d < 6p ≪ 7s < 5f < 6d < 7p ≪ ...

여기서 기호 ≪는 <<보다 작음을 의미하는 것과 반대로 "훨씬 작음"을 의미합니다. 다르게 표현하면 전자는 n + ℓ이 증가하는 순서로 오비탈에 들어가는데, n + ℓ의 이 같은 두 오비탈이 있으면 n이 낮은 쪽이 먼저 차지합니다. 일반적으로 n+ ℓ의 값이 같은 오비탈은 에너지가 비슷하지만, s- orbit(ℓ =0)의 경우 양자 효과가 에너지를 높여 다음 n+ ℓ 그룹에 접근합니다. 따라서 주기율표는 일반적으로 각 행(종종 주기라고 함)을 새로운 소르비탈의 충전으로 시작하도록 그려지는데, 이는 새로운 껍질의 시작에 해당합니다.[48][49][16] 따라서 첫 번째 행을 제외하고 각 주기 길이는 다음과 같이 두 번 나타납니다.[48]

2, 8, 8, 18, 18, 32, 32, ...

겹침은 d-궤도가 그림에 들어가는 지점에서 상당히 가까워지고 [51]원자 번호와[52] 원자 전하에 따라 순서가 약간 바뀔 수 있습니다.[53][g]

가장 단순한 원자부터 시작해서 원자번호 순서대로 주기율표를 한 번에 하나씩 쌓아 올리도록 하는 것입니다. 수소에는 가장 낮은 에너지의 궤도 1s에 들어가야 하는 전자가 하나밖에 없습니다.전자 배치는 1s라고1 쓰여 있고, 여기서 위첨자는 서브쉘의 전자 수를 나타냅니다. 헬륨은 두 번째 전자를 추가하고, 이것은 또한 1s로 들어가 첫 번째 껍질을 완전히 채우고 구성이 1s가2 됩니다.[40][59][h]

세 번째 원소인 리튬에서 시작하여 첫 번째 껍질이 가득 차 있어서 세 번째 전자가 2s 오비탈을 차지하여 1s2 2s1 구성을 제공합니다. 2s 전자는 리튬의 유일한 원자가 전자인데, 1s 서브쉘은 이제 다른 원자와 화학적 결합에 참여하기에는 핵과 너무 단단히 결합되어 있기 때문입니다. 그래서 채워진 첫 번째 껍질은 이것과 모든 무거운 원소들에 대해 "핵심 껍질"이라고 불립니다. 2s 서브쉘은 다음 원소 베릴륨(1s2 2s2)에 의해 완성됩니다. 그런 다음 다음 2p 서브쉘을 채우기 위해 다음 요소가 진행됩니다. 붕소(1s2 2s2 2p1)는 새로운 전자를 2p 오비탈에 넣고, 탄소2(1s2 2s2 2p)는 두 번째 2p 오비탈을 채우며2, 질소2(1s3 2s 2p)는 세 개의 2p 오비탈을 모두 단독으로 차지합니다. 이것은 보통 원자들이 두 번째 전자로 채우기 전에 같은 종류의 각 궤도를 단독으로 차지하는 것을 선호한다는 훈트의 법칙과 일치합니다. 산소(1s2s2p224), 불소(1s2s2p225), 네온(1s2s2p226)은 이미 단일하게 채워진 2p 오비탈을 완성하고, 이들 중 마지막은 두 번째 쉘을 완전히 채웁니다.[40][59]

11번 원소인 나트륨에서 시작하여 두 번째 껍질이 가득 차 있어 두 번째 껍질은 이것과 모든 더 무거운 원소의 핵심 껍질이 됩니다. 열한 번째 전자는 나트륨에 대해2 1s2s2p3의261 배열을 제공하는 3s 오비탈을 차지함으로써 세 번째 껍질을 채우기 시작합니다. 이 구성은 [Ne] 3s로1, 여기서 [Ne]는 네온의 구성을 나타냅니다. 마그네슘([Ne] 3s2)은 이 3s 오비탈을 마무리하고, 알루미늄, 실리콘, 인, 황, 염소아르곤의 6가지 원소는 3개의 3p 오비탈([Ne] 3s2 3p1~[Ne] 3p26)을 채웁니다.[40][59] 이것은 아르곤을 통한 나트륨의 외피 구조가 리튬을 통한 네온의 외피 구조와 유사한 유사한 계열을 만들고 주기율표가 보여주는 화학적 성질의 주기율의 기초가 됩니다:[40] 원자번호의 규칙적이지만 변화하는 간격에서, 화학 원소들의 성질은 대략 반복됩니다.[37]

따라서 처음 18개의 원소는 주기율표의 시작으로 배열될 수 있습니다. 같은 열의 원소들은 같은 수의 원자가 전자를 가지며 비슷한 원자가 전자 구성을 갖는데, 이 열들을 그룹이라고 합니다. 유일한 예외는 헬륨인데, 베릴륨과 마그네슘처럼 2가의 전자를 가지고 있지만, 일반적으로 네온과 아르곤의 기둥에 넣어 겉껍질이 가득 차 있다는 것을 강조합니다. (현대의 몇몇 저자들은 이 유일한 예외조차도 의문을 제기합니다. 원자가 구성을 일관되게 따르고 베릴륨 위에 헬륨을 두는 것을 선호합니다.) 이 주기율표 조각에는 8개의 열이 있는데, 최대 8개의 외각 전자에 해당합니다.[18] 새로운 껍질이 채워지기 시작하는 시기가 시작됩니다.[16] 마지막으로, 색상은 블록을 보여줍니다: s-블록(빨간색)의 요소는 s-궤도를 채우고 p-블록(노란색)의 요소는 p-궤도를 채우고 있습니다.[16]

1
H
2
2×1 = 2개의 원소
1s0p
3
4
있다
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
2×(1+3) = 8원소
2s 2개
11
12
Mg
13
14
15
P
16
S
17
18
아르
2×(1+3) = 8원소
3s3p

다음 줄부터 시작해서 칼륨과 칼슘의 경우 4s 서브쉘은 에너지가 가장 낮으므로 이를 채웁니다.[40][59] 칼륨은 4s 껍질에 1개의 전자를 첨가하고([Ar] 4s1), 칼슘은 그것을 완성합니다([Ar] 4s2). 그러나 스칸듐([Ar] 3d1 4s2)에서 시작하여 3d 서브쉘은 다음으로 에너지가 높습니다. 4s와 3d 서브쉘은 거의 동일한 에너지를 가지고 있으며 전자를 채우기 위해 경쟁하기 때문에 점유가 한 번에 하나씩 3d 궤도를 채우는 것은 매우 일관적이지 않습니다. 3d와 4s의 정확한 에너지 순서는 행을 따라 변하고, 원자에서 얼마나 많은 전자가 제거되는지에 따라 달라집니다. 예를 들어, 3d 전자와 4s 전자 사이의 반발로 인해 크롬에서는 4s 에너지 준위가 3d보다 약간 높아지기 때문에 [Ar54] 3d1 4s 구성이 [Ar] 3d2 4s 구성보다 더 이득이 됩니다. 구리에서도 유사한 이상 현상이 발생합니다.[40] 이것들은 마델룽 규칙을 위반한 것들입니다. 그러나 이러한 이상 현상은 화학적으로 중요한 의미가 없습니다: 대부분의 화학은 고립된 기체 원자에 관한 [61]것이 아니며, 다양한 구성은 에너지가 서로[51] 너무 가까워서 가까운 원자의 존재가 균형을 바꿀 수 있습니다.[53][40] 따라서 주기율표는 이를 무시하고 이상화된 구성만 고려합니다.[39]

아연([Ar] 3d10 4s2)에서 3d 오비탈은 총 10개의 전자로 완전히 채워집니다.[40][59] 다음으로 4p 오비탈은 앞의 p-블록 요소와 유사한 방식으로 갈륨([Ar] 3d10 4s2 4p1)에 의해 크립톤([Ar] 3d102 4s 4p6)을 통해 점진적으로 채워지는 행을 완성합니다.[40][59] 갈륨 이후부터 3d 오비탈은 전자 코어의 일부를 형성하고 더 이상 화학에 참여하지 않습니다.[58] 외부 껍질을 채우는 s- 및 p-블록 원소를 주군 원소라고 하고, 내부 껍질을 채우는 d-블록 원소(아래 파란색)를 전이 원소(또는 전이 금속)라고 합니다.[62]

다음 18개의 원소는 5s 오비탈(루비듐스트론튬)을 채우고, 그 다음 4d(카드뮴을 통해 이트륨, 다시 도중에 약간의 이상이 있음), 그 다음 5p(제논을 통해 인듐)를 채웁니다.[16][59] 다시 인듐부터 4d 오비탈이 중심부에 있습니다.[59][63] 따라서 다섯 번째 행은 네 번째 행과 동일한 구조를 갖습니다.[16]

1
H
2
2×1 = 2개의 원소
1s0d0p
3
4
있다
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
2×(1+3) = 8원소
2s0d2개
11
12
Mg
13
14
15
P
16
S
17
18
아르
2×(1+3) = 8원소
3s0d3p
19
K
20
21
스크
22
23
V
24
Cr
25
Mn
26
27
28
29
CU
30
Zn
31
32
33
~하듯이
34
35
브르
36
크르
2×(1+3+5) = 18 elements
포스 3d 4개
37
Rb
38
스르
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
43
Tc
44
45
Rh
46
PD
47
아그
48
Cd
49
50
Sn
51
Sb
52
53
I
54
Xe
2×(1+3+5) = 18 elements
5s4d5개

표의 여섯 번째 행도 마찬가지로 세슘바륨의 두 개의 s-블록 원소로 시작합니다.[59] 이후 란타넘을 시작으로 첫 번째 f-블록 요소(아래 녹색)가 나타나기 시작합니다. 이러한 요소를 내부 전이 요소라고 부르기도 합니다.[62] 현재 유사한 에너지에서 4f뿐만 아니라 5d 및 6s 서브셸이 있기 때문에 많은 불규칙한 구성으로 다시 한 번 경쟁이 발생합니다.[51] 이로 인해 f-블록이 정확히 어디에서 시작되어야 하는지에 대한 논란이 발생했지만 문제를 연구하는 대부분의 사람들은 Aufbau 원칙에 따라 란타넘에서 시작한다는 데 동의합니다.[13] 란타넘 자체가 하나의 원자로 4f 서브쉘을 채우지는 않지만,[53] 전자 사이의 반발력 때문에 4f 오비탈은 화학에 참여할 수 있을 정도로 에너지가 낮습니다.[64][54] 이터븀에서는 7개의 4f 궤도가 14개의 전자로 완전히 채워져 있고, 그 후 열 개의 전이 원소(루테튬에서 수은을 거쳐)가 차례로 이어지고,[59][65][66][67] 마지막으로 여섯 개의 주군 원소(탈륨에서 라돈을 거쳐)가 이 기간을 완성합니다.[59][68] 루테튬 이후부터는 4f 오비탈이 중심에 있고,[59] 탈륨 이후부터는 5d 오비탈도 마찬가지입니다.[59][58][69]

일곱 번째 행은 여섯 번째 행과 유사합니다. 7s는 (프란슘라듐), 그리고 5f는 (액티늄에서 노벨륨), 그리고 6d는 (라렌슘에서 코페르니슘), 그리고 마지막으로 7p는 (니호늄에서 오가네손) 채워집니다.[59] 로렌슘에서 시작하여 5f 오비탈이 중심부에 있고,[59] 아마 니혼륨에서 시작하여 6d 오비탈이 중심부에 합류할 것입니다.[59][70][i] 다시 한번 그 과정에서 몇 가지 이상 현상이 발생합니다.[16] 예를 들어, 단일 원자는 악티늄도 토륨도 실제로 5f 서브쉘을 채우지 않고, 로렌슘도 6d 쉘을 채우지 않지만, 이 모든 서브쉘은 여전히 화학적 환경에서 채워질 수 있습니다.[72][73][74] 오랫동안 일곱 번째 줄은 대부분의 원소가 자연에서 발생하지 않기 때문에 불완전했습니다. 우라늄을 넘어 사라진 원소들은 넵투늄이 만들어진 1940년부터 실험실에서 합성되기 시작했습니다.[75][76] 행은 2010년에 테넨신의 합성으로 완성되었으며(2002년에 마지막 원소인 오가네손이 이미 만들어짐),[77] 이 일곱 번째 행의 마지막 원소는 2016년에 이름이 붙여졌습니다.[78]

1
H
2
2×1 = 2개의 원소
1s0f0d0p
3
4
있다
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
2×(1+3) = 8원소
2s0f0d2개
11
12
Mg
13
14
15
P
16
S
17
18
아르
2×(1+3) = 8원소
3s0f0d3p
19
K
20
21
스크
22
23
V
24
Cr
25
Mn
26
27
28
29
CU
30
Zn
31
32
33
~하듯이
34
35
브르
36
크르
2×(1+3+5) = 18 elements
포스0f3d4개
37
Rb
38
스르
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
43
Tc
44
45
Rh
46
PD
47
아그
48
Cd
49
50
Sn
51
Sb
52
53
I
54
Xe
2×(1+3+5) = 18 elements
5s0f4d5개
55
Cs
56
57
58
59
프르
60
Nd
61
피엠
62
스엠
63
에우
64
그디
65
Tb
66
다이
67
68
음.정말
69
Tm
70
이브
71
72
Hf
73
74
W
75
76
오스
77
78
Pt
79
아우
80
흐그
81
Tl
82
피비
83
84
85
86
Rn
2×(1+3+5+7) = 32 elements
6s 4f 5d 6p
87
프르
88
89
아크
90
91
92
U
93
Np
94
95
96
씨엠
97
Bk
98
cf
99
에스
100
에프엠
101
Md
102
아니요.
103
Lr
104
알프
105
db
106
Sg
107
Bh
108
109
110
Ds
111
Rg
112
씨엔
113
114
115
116
Lv
117
118
오그
2×(1+3+5+7) = 32 elements
7s5f6d7p

이렇게 하면 7개의 행이 모두 용량으로 완전히 채워지는 현대 주기율표가 완성됩니다.[78]

전자구성표

다음 표는 각 원소의 중성기상 원자의 전자 구성을 나타낸 것입니다. 다양한 화학 환경에서 다양한 구성을 선호할 수 있습니다.[53] 주군 원소들은 완전히 규칙적인 전자 구성을 가지고 있으며, 전이 및 내부 전이 원소들은 에너지 수준에서 가까운 서브셀들 사이의 경쟁으로 인해 20개의 불규칙성을 보여줍니다. 마지막 열 요소(109–118)의 경우 실험 데이터가 부족하므로[79] 계산된 구성이 대신 표시되었습니다.[80] 완전히 채워진 하위 껍질은 회색으로 처리되었습니다.

변주곡

기간1

현대 주기율표는 오늘날 표준이지만 1주기 원소 수소와 헬륨의 배치는 논의 중인 미해결 문제로 남아 있으며 약간의 변형을 발견할 수 있습니다.[58][81] 각각의 s와1 전자2 구성에 따라 수소는 그룹 1에, 헬륨은 그룹 2에 배치됩니다.[58] 수소의 1족 배치는 일반적이지만 헬륨은 거의 항상 다른 비활성 기체와 함께 18족에 배치됩니다.[19] 논쟁은 화학적 또는 전자적 특성이 주기율표 배치를 어느 정도 결정해야 하는지에 대한 상충되는 이해와 관련이 있습니다.[81]

수소는 1족 금속과 마찬가지로 가장 바깥쪽[82] 껍질에 전자가 하나 있고, 일반적으로 화학 반응에서 유일한 전자를 잃습니다.[83] 수소는 금속과 유사한 화학적 특성을 가지고 있어 염에서 일부 금속을 대체할 수 있습니다.[83] 그러나 반응성 고체 금속인 알칼리 금속과는 달리 표준 조건에서는 이원자 비금속 가스를 형성합니다. 이것과 수소가 전자를 얻는 수소의 형성은 같은[83] 일을 하는 할로겐의 특성에 근접합니다(비록 수소가 H보다+ H를 형성하는 것은 더 드문 일이지만).[84] 게다가 가장 가벼운 두 가지 할로겐(불소염소)은 표준 조건에서 수소처럼 기체입니다.[83] 수소의 일부 특성은 두 그룹 모두에 적합하지 않습니다. 수소는 고도로 산화되지도 않고 고도로 환원되지도 않으며 물과 반응하지도 않습니다.[84] 따라서 수소는 알칼리 금속과 할로겐 모두에 해당하는 성질을 가지고 있지만, 어느 그룹과도 완벽하게 일치하지 않으므로 화학적으로 배치하기가 어렵습니다.[83] 따라서 그룹 1에 수소를 전자적으로 배치하는 것이 우세하지만 일부 더 희귀한 배열은 [85]그룹 17에 수소를 표시하거나 그룹 1과 그룹 17에 수소를 중복하거나 [86][87]모든 그룹에서 분리하여 띄웁니다.[87][88][58] 그럼에도 불구하고 화학자이자 과학 철학자인 에릭 세리는 이 마지막 선택이 수소가 다른 모든 원소들과 달리 주기율법 위에 있다는 것을 암시하는 것처럼 보인다는 이유로 비판해 왔습니다.[89]

헬륨은 주기율표에서 전자 구조와 일치하지 않는 위치를 일상적으로 차지하는 유일한 원소입니다. 맨 바깥 전자껍질에 2개의 전자가 있고, 나머지 비활성기체는 8개의 전자가 있고, s-블록 원소이며, 다른 비활성기체는 모두 p-블록 원소입니다. 그러나 표준 조건에서는 반응성이 없고, 완전한 외부 껍질을 가지고 있습니다: 이러한 특성은 그룹 18의 비활성 기체와 비슷하지만 그룹 2의 반응성 알칼리 토금속과는 전혀 다릅니다. 이러한 이유로 헬륨은 가장 잘 일치하는 그룹 18에[19] 거의 보편적으로 배치됩니다.[58] 헬륨을 그룹 2로 옮기자는 제안은 1988년 IUPAC에 의해 거부되었습니다.[9] 그럼에도 불구하고 오늘날에도 헬륨은 가끔 2족에 속하며,[90] 물리적, 화학적 특성 중 일부는 2족 원소에 더 가깝고 전자 배치를 지원합니다.[82][58] 고체 헬륨은 육각형의 촘촘한 구조에서 결정화되는데, 이것은 2족의 베릴륨과 마그네슘과 일치하지만 18족의 다른 비활성 기체와는 일치하지 않습니다.[91] 헬륨이 네온보다 약간 덜 불활성을 보이고 유사한 베릴륨 화합물과 유사한 구조(그러나 예상되는 네온 유사체는 없음)를 가진 (HeO)(LiF)2를 형성할 것으로 예상되는 비활성 가스 화학의 최근 이론적 발전은 그룹 2에 헬륨의 배치를 옹호하는 화학자들이 더 많아졌습니다. 이것은 전자적 주장과 관련이 있는데, 네온의 비활성이 더 큰 이유는 헬륨이 부족한 채워진 p-쉘로부터의 반발 때문이지만, 현실적으로 헬륨을 포함하는 분자가 극단적인 저온 조건(약 10 K) 밖에서 안정적일 가능성은 거의 없습니다.[92][93][94][95]

주기율표에서 1열 이상 현상은 헬륨을 그룹 2로 이동시키는 것을 지원하는 것으로 추가로 언급되었습니다. 어떤 유형의 첫 번째 궤도는 특이하게 작기 때문에 발생합니다. 왜냐하면 더 높은 유사성과 달리 같은 유형의 더 작은 궤도에서 전자간 반발력을 경험하지 않기 때문입니다. 이로 인해 각 블록의 첫 번째 요소 행이 비정상적으로 작아지며, 이러한 요소는 해당 그룹에 대해 특징적인 이상 유형을 나타내는 경향이 있습니다. 헬륨의 위치 변경을 주장하는 일부 화학자들은 헬륨이 그룹 2에 있으면 이러한 이상 현상을 나타내지만 그룹 18에 있으면 그렇지 않다고 지적했습니다. 반면에 헬륨이 그 지점에서 제거되면 첫 번째 그룹 18 원소가 될 네온은 이러한 이상 현상을 나타냅니다.[92] 헬륨과 베릴륨 사이의 관계는 수소와 리튬 사이의 관계와 비슷하다고 주장되는데, 이는 훨씬 더 일반적으로 받아들여지는 배치입니다.[93] 예를 들어, 궤도 크기의 이러한 경향 때문에 각 주군의 첫 번째와 두 번째 구성원 사이의 원자 반경의 큰 차이는 그룹 1과 13-17에서 볼 수 있습니다: 네온과 아르곤 사이, 헬륨과 베릴륨 사이에는 존재하지만 헬륨과 네온 사이에는 존재하지 않습니다. 이것은 헬륨이 네온에 너무 가까이 있는 비활성 기체의 끓는점과 물에 대한 용해도에도 마찬가지로 영향을 미치며, 그룹의 처음 두 원소 사이의 큰 차이 특성은 네온과 아르곤 사이에서만 나타납니다. 헬륨을 2족으로 이동시키면 2족과 18족에서도 이러한 경향이 일관되게 유지되는데, 헬륨을 2족 원소로 만들고 네온을 18족 원소로 함으로써 둘 다 그룹의 카이노 대칭적인 1족 원소의 특징적인 특성을 나타냅니다.[96][97] 그럼에도 불구하고 헬륨의 18족 배치는 극도의 비활성으로 인해 거의 보편적인 상태로 남아 있습니다.[98] 또한 수소와 헬륨을 모두 모든 군 밖으로 띄우는 표는 거의 발견되지 않을 수 있습니다.[88][58][59]

3조

3조: Sc, Y, Lu, Lr
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오븀 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로퓸 가돌리늄 테르븀 디스프로슘 홀뮴 에르븀 툴륨 이터븀 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 칼리포르늄 아인슈타이늄 페르뮴 멘델레븀 노벨륨 로렌시움 러더포디움 두브늄 시보르기움 보륨 하시움 미트네륨 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로븀 모스코비움 리보모륨 테넨신 오가네손
3조 : Sc, Y, La, Ac
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오븀 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로퓸 가돌리늄 테르븀 디스프로슘 홀뮴 에르븀 툴륨 이터븀 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 칼리포르늄 아인슈타이늄 페르뮴 멘델레븀 노벨륨 로렌시움 러더포디움 두브늄 시보르기움 보륨 하시움 미트네륨 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로븀 모스코비움 리보모륨 테넨신 오가네손

많은 주기율표에서 f-블록은 한 원소를 오른쪽으로 이동시켜 란타넘과 악티늄이 그룹 3의 d-블록 원소가 되고 Ce-Lu와 Th-Lr이 f-블록을 형성합니다. 따라서 d-블록은 매우 울퉁불퉁한 두 부분으로 나뉩니다. 이것은 초기의 잘못된 전자 구성 측정에서 비롯된 보류입니다. 현대적인 측정은 그룹 3의 루테튬과 로렌슘, 그리고 f-블록의 La-Yb와 Ac-No의 형태와 더 일치합니다.[11][99]

4f 껍질은 이테르븀에서 완전히 채워지고, 1948년 레프 란다우에브게니 리프쉬츠는 루테튬을 f-블록 원소로 분류하는 것은 옳지 않다고 여겼습니다.[12] 그들은 아직 d-블록에서 란타넘을 제거하는 단계를 밟지 않았지만, 준 곤도는 1963년에 란타넘의 저온 초전도성이 4f 껍질의 활동을 암시한다는 것을 깨달았습니다.[100] 1965년 데이비드 C. 해밀턴은 이 관측 결과를 주기율표에서의 위치와 연결하고, f-블록은 La-Yb와 Ac-No 원소로 구성되어야 한다고 주장했습니다.[64] 그 이후로 물리적, 화학적, 전자적 증거는 1988년(1-18 그룹 번호가 권장된 시점)[9]부터 2021년까지 IUPAC 보고서에 의해 입증된 [11][9][99]바와 같이 이 할당을 지원해 왔습니다.[10] 그럼에도 불구하고 대부분의 교과서 집필자들이 이 문제를 인식하지 못했기 때문에 그 차이는 여전히 존재합니다.[11] IUPAC 웹사이트에 표가 나타나는 것처럼 그룹 3의 이트륨 아래 공간이 비어 있는 세 번째 형태를 간혹 만날 수 있지만,[19] 이는 f-서브쉘에 14개의 전자만 들어갈 수 있음에도 f-블록 15개의 원소(La-Lu 및 Ac-Lr)를 넓게 만들어 양자역학과 불일치를 만듭니다.[10]

Sc-Y-La-Ac를 지지하는 몇 가지 주장이 문헌에서 마주칠 수 [101][102]있지만 논리적으로 일관성이 없다고 이의를 제기했습니다.[13][14][15] 예를 들어, 란타넘과 악티늄은 개별 기체상 원자로서 f-하위 껍질을 채우기 시작하지 않았기 때문에 f-블록 원소가 될 수 없다고 주장했습니다.[103] 그러나 f-블록 원소로서 논쟁의 여지가 없는 토륨의 경우도 마찬가지이며,[10][11] 이 주장은 반대쪽에서 문제를 간과하고 있습니다: f-쉘은 이터븀과 노벨륨에서 완전히 채워지고 Sc-Y-Lu-Lr 형태와 일치하며, Sc-Y-La-Ac 형태처럼 루테튬과 라렌슘이 아니라는 것입니다.[104] 소수에 속하는 이러한 예외적인 구성일 [104]뿐만 아니라 어떤 경우에도 주기율표에 다른 원소를 배치하는 것과 관련이 있는 것으로 간주된 적이 없습니다. 기체 원자에서 d-쉘은 구리, 팔라듐 및 금에서 충전을 완료합니다. 그러나 화학자들은 이러한 구성이 예외적이며 아연, 카드뮴, 수은에서 d-블록이 정말로 마델룽 법칙에 따라 끝난다는 것을 보편적으로 받아들입니다.[20] 배치와[39][65] 관련된 사실은 란타넘과 악티늄(토륨과 같은)은 화학 환경에서 점유될 수 있는 원자가 f-궤도를 가지고 있는 반면, 루테튬과 로렌슘은 그렇지 않다는 것입니다:[59][105] 그들의 f-쉘은 중심부에 있어서 화학 반응에 사용될 수 없습니다.[106] 따라서 이트륨과 란타넘 사이의 관계는 같은 수의 원자가 전자를 가지고 있지만 크롬과 우라늄 사이의 원자가 오비탈의 종류가 다른 원소들 사이의 2차적인 관계일 뿐이며, 이트륨과 루테튬 사이의 관계는 1차적인 반면, 원자가 전자 수와 원자가 궤도 유형을 모두 공유합니다.[59]

주기적 추세

화학 반응은 원자가 전자를 포함하기 때문에 [18]외부 전자 구성이 비슷한 원소는 유사하게 반응하여 그 안에 원소 비율이 비슷한 화합물을 형성할 것으로 예상할 수 있습니다.[107] 그러한 원소들은 같은 그룹에 위치하고, 따라서 그룹 아래로 진행함에 따라 화학적 행동에서 분명한 유사점과 경향이 있습니다.[108] 유사한 구성이 일정한 간격으로 발생하기 때문에 원소의 특성은 주기적인 재발을 나타내므로 주기율표와 주기율법의 이름이 됩니다. 이러한 주기적인 재발은 이를 설명하는 기초 이론이 개발되기 훨씬 전에 발견되었습니다.[109][110]

원자반지름

역사적으로 원자의 물리적 크기는 20세기 초까지 알려지지 않았습니다. 수소의 원자 반경에 대한 최초의 계산된 추정치는 1910년 물리학자 아서 하스에 의해 허용된 값의 크기(10배) 내에서 보어 반경(~0.529Å)으로 발표되었습니다. 그의 모델에서 하스는 1904년 J. J. Thomson이 제안한 고전적인 원자 모델을 기반으로 한 단일 전자 구성을 사용했는데, 종종 자두 퍼딩 모델이라고 불립니다.[111]

원자 반지름(원자의 크기)은 가장 바깥쪽 궤도의 크기에 따라 달라집니다.[96] 핵 전하는 증가하지만 외부 전자는 여전히 같은 껍질에 있기 때문에 주군 원소를 따라 왼쪽으로 갈수록 일반적으로 감소합니다. 그러나 기둥 아래로 내려가면 일반적으로 반지름이 증가하는데, 가장 바깥쪽에 있는 전자는 핵에서 더 멀리 떨어져 있는 높은 껍질에 있기 때문입니다.[18][112] 각 블록의 첫 번째 행은 비정상적으로 작으며, 이는 카이노 대칭 또는 원시적 반발이라고 불리는 효과로 인해 1s, 2p, 3d 및 4f 서브쉘은 내부 유사체가 없습니다.[113] 예를 들어, 2p 오비탈은 각도 전하 분포가 상당히 다른 1s 오비탈과 2s 오비탈로부터 강한 반발력을 경험하지 않기 때문에 매우 크지는 않지만, 3p 오비탈은 유사한 각도 전하 분포를 갖는 2p 오비탈로부터 강한 반발력을 경험합니다. 따라서 더 높은 s-, p-, d- 및 f-서브셸은 거의 동일한 전하의 각도 분포를 갖는 내부 유사체로부터 강한 반발력을 경험하고 이를 방지하기 위해 팽창해야 합니다. 이것은 다중 접합을 선호하는 작은 2p 요소와 그렇지 않은 큰 3p 및 높은 p 요소 사이에 상당한 차이를 발생시킵니다.[96] 1s, 2p, 3d, 4f 및 가상의 5g 요소에 대해서도 유사한 이상 현상이 발생합니다:[114] 이 첫 번째 행 이상의 정도는 s-블록에서 가장 높고, p-블록에서는 중간 정도이며, d-블록과 f-블록에서는 덜 두드러집니다.[115]

전이 원소에서는 내부 껍질이 채워져 있지만, 원자의 크기는 여전히 외부 전자에 의해 결정됩니다. 직렬에 걸쳐 증가하는 핵 전하와 차폐를 위한 내부 전자의 수가 증가하면 서로 어느 정도 보상이 되므로 반지름의 감소는 더 작아집니다.[112] 새로운 유형의 전이 시리즈가 처음 도입된 직후에 나오는 4p 및 5d 원자는 추가된 코어 3d 및 4f 서브쉘이 외부 전자에 대한 핵 전하의 불완전한 차폐만 제공하기 [116]때문에 예상보다 작습니다. 예를 들어 갈륨 원자는 알루미늄 원자보다 약간 작습니다.[96] 이는 카이노 대칭과 함께 때때로 2차 주기성으로 알려진 주기(s-블록 제외)[j] 사이의 짝수 차이를 초래합니다. 짝수 주기의 원소는 원자 반경이 더 작고 전자를 더 적게 잃는 것을 선호하는 반면 홀수 주기의 원소는 반대 방향으로 다릅니다. 따라서 예를 들어 p-블록의 많은 특성은 그룹을 따라 매끄러운 추세가 아니라 지그재그로 표시됩니다. 예를 들어, 15족 홀수기의 인과 안티몬은 쉽게 +5 산화 상태에 도달하는 반면, 짝수기의 질소, 비소, 비스무트는 +3에 머무르는 것을 선호합니다.[115][117] 텅스텐 원자를 통한 루테튬이 몰리브덴 원자를 통한 이트륨보다 약간 작은 d-블록도 비슷한 상황입니다.[118][119]

탈륨과 납 원자는 각각 인듐과 주석 원자와 비슷한 크기이지만 비스무트에서 라돈에 이르기까지 6p 원자는 유사한 5p 원자보다 큽니다. 원자핵이 고전하를 띠게 되면 전자구름에 대한 원자핵의 영향을 가늠하기 위해 특수상대성이론이 필요해지기 때문입니다. 이러한 상대론적 효과로 인해 무거운 원소는 주기율표에서 가벼운 상동체에 비해 점점 더 다른 특성을 갖게 됩니다. 스핀-궤도 상호작용은 p-하위 껍질을 분열시킵니다. 하나의 p-궤도는 상대적으로 안정화되고 수축하지만(탈륨과 납에 채워짐), 다른 두 개의(라돈을 통해 비스무트에 채워짐)는 상대적으로 불안정하고 팽창합니다.[96] 상대론적 효과는 또한 왜 이 황금이고 수은이 상온에서 액체인지 설명해줍니다.[120][121] 그들은 7기 후반에 매우 강해져 잠재적으로 주기성의 붕괴로 이어질 것으로 예상됩니다.[122] 전자 배치는 108번 원소(하시움)까지만 명확히 알려져 있고, 108번을 넘는 실험 화학은 112번(코페르니슘), 113번(니호늄), 114번(플로비움)에 대해서만 이루어졌기 때문에 가장 무거운 원소의 화학적 특성은 현재 연구의 주제로 남아 있습니다.[123]

원자반지름이 왼쪽에서 오른쪽으로 감소하는 경향은 이온반지름에서도 나타나지만, 일반적으로 연속적인 원소의 가장 일반적인 이온들은 전하가 다르기 때문에 조사하기가 더 어렵습니다. 동일한 전자 구성을 갖는 이온은 원자 번호가 증가함에 따라 크기가 감소하는데, 이는 양전하를 띤 핵으로부터의 인력 증가로 인한 것입니다: 예를 들어 Se2−, Br, Rb+, Sr2+, Y3+, Zr4+, Nb5+, Mo6+, Tc7+ 계열에서의 이온 반경 감소입니다. 같은 원소의 이온은 더 많은 전자가 제거됨에 따라 더 작아집니다. 왜냐하면 핵으로부터의 인력이 전자 구름을 팽창시키는 전자들 사이의 반발력을 능가하기 시작하기 때문입니다. 예를 들어, 이온2+ 반경은 시리즈 V, V, V에서3+4+5+ 감소합니다.[124]

이온화 에너지

전자볼트 내 원소의 첫 번째 이온화 에너지 그래프(원소 105~118에 사용되는 예측)

원자의 첫 번째 이온화 에너지는 전자를 전자에서 제거하는 데 필요한 에너지입니다. 이것은 원자 반경에 따라 다릅니다. 이온화 에너지는 왼쪽에서 오른쪽으로, 아래에서 위로 증가합니다. 왜냐하면 핵에 더 가까운 전자는 더 단단히 고정되어 있고 제거하기가 더 어렵기 때문입니다. 따라서 이온화 에너지는 각 주기의 첫 번째 요소인 수소와 알칼리 금속에서 최소화된 다음 주기의 오른쪽 가장자리에 있는 비활성 가스에 도달할 때까지 일반적으로 상승합니다.[18] 이러한 경향에는 산소와 같은 일부 예외가 있는데, 제거되는 전자가 쌍을 이루어 상호 전자 반발력을 통해 예상보다 쉽게 제거할 수 있습니다.[125]

전이 계열에서는 내부 궤도가 채워지더라도 외부 전자가 우선적으로 손실됩니다. 예를 들어, 3d 시리즈에서는 3d 오비탈이 채워지는 동안에도 4s 전자가 먼저 손실됩니다. 추가 3d 전자를 추가하는 차폐 효과는 핵 전하의 증가를 대략적으로 보상하므로 이온화 에너지는 대부분 일정하게 유지되지만 특히 각 전환 시리즈의 마지막에는 약간의 증가가 있습니다.[126]

금속 원자는 화학 반응에서 전자를 잃는 경향이 있기 때문에 이온화 에너지는 일반적으로 화학 반응성과 관련이 있지만 다른 요인도 관련이 있습니다.[126]

전자 친화력

전자 친화도의 추이

이온화 에너지와 반대되는 성질은 전자를 원자에 추가할 때 방출되는 에너지인 전자 친화력입니다.[127] 지나가는 전자가 핵의 당김을 더 강하게 느낄 때, 그리고 특히 핵을 수용할 수 있는 부분적으로 채워진 바깥 궤도가 있다면 원자에 더 쉽게 끌릴 것입니다. 따라서 전자 친화력이 위쪽으로, 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 증가하는 경향이 있습니다. 예외는 마지막 기둥인 비활성 기체로 껍질이 꽉 차 있고 다른 전자를 넣을 공간이 없습니다. 이것은 바로 옆 에 있는 할로겐이 가장 높은 전자 친화도를 제공합니다.[18]

비활성 기체와 같은 일부 원자는 전자 친화력이 없습니다. 안정적인 기체상 음이온을 형성할 수 없습니다.[128] 높은 이온화 에너지와 전자 친화력이 없는 비활성 기체는 전자를 얻거나 잃는 경향이 거의 없으며 일반적으로 반응하지 않습니다.[18]

이러한 경향에 대한 몇 가지 예외가 발생합니다: 산소와 불소는 더 무거운 상동체인 황과 염소보다 낮은 전자 친화도를 갖습니다. 왜냐하면 그것들은 작은 원자이기 때문에 새로 추가된 전자는 이미 존재하는 것들로부터 상당한 반발력을 경험할 것입니다. 비금속 원소의 경우, 전자 친화도 역시 반응성과 어느 정도 상관관계가 있지만, 다른 요소들이 관련되어 있기 때문에 완벽하게 상관관계가 있는 것은 아닙니다. 예를 들어, 불소는 염소보다 낮은 전자 친화력을 갖지만(아주 작은 불소 원자에 대한 극도의 전자간 반발 때문에) 반응성이 더 높습니다.[127]

원자가와 산화상태

의 두 가지 안정한 산화물인 납(II) 산화물(PbO, 왼쪽)과 납(IV) 산화물(PbO2, 오른쪽)

원소의 원자가는 그것과 결합하여 단순한 2원 수소화물을 형성할 수 있는 수소 원자의 수 또는 그것과 결합하여 단순한 2원 산화물을 형성할 수 있는 산소 원자의 두 배로 정의될 수 있습니다(즉, 과산화물이나 과산화물이 아닙니다).[104] 주요 그룹 원소의 원자가는 그룹 번호와 직접적으로 관련이 있습니다: 주요 그룹 1–2 및 13–17에 있는 수소는 MH, MH2, MH34, MH32 및 마지막 MH를 따릅니다. 대신 가장 높은 산화물은 MO2, MO, MO23, MO2, MO25, MO, MO에327 따라 원자가가 증가합니다.[k] 오늘날 원자가의 개념은 화합물의 다른 모든 원소가 이온으로 제거되었을 때 원소에 남아 있는 공식 전하인 산화 상태의 개념에 의해 확장되었습니다.[107]

전자의 배열은 결합에 사용할 수 있는 전자의 수에서 쉽게 설명할 수 있습니다.[107] 실제로 전자의 수는 그룹 1에서 1에서 시작한 다음 주기율표의 오른쪽으로 증가하여 새로운 블록이 시작될 때마다 3에서 리셋됩니다. 따라서 6기에서 Cs-Ba는 1-2가 전자를, La-Yb는 3-16가 전자를, Lu-Hg는 3-12가 전자를, Tl-Rn은 3-8가 전자를 갖습니다.[106] 그러나 d 블록과 f 블록의 오른쪽에서는 모든 원자가 전자를 사용하는 것에 해당하는 이론적 최대치를 전혀 달성할 수 없습니다.[129] 같은 상황이 산소, 불소 및 크립톤까지의 가벼운 비활성 가스에 영향을 미칩니다.[130]

원자가 전자의 수
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H
1

2
2
1
있다
2
B
3
C
4
N
5
O
6
F
7

8
3
1
Mg
2

3

4
P
5
S
6

7
아르
8
4 K
1

2
스크
3

4
V
5
Cr
6
Mn
7

8

9

10
CU
11
Zn
12

3

4
~하듯이
5

6
브르
7
크르
8
5 Rb
1
스르
2
Y
3
Zr
4
Nb
5

6
Tc
7

8
Rh
9
PD
10
아그
11
Cd
12

3
Sn
4
Sb
5

6
I
7
Xe
8
6 Cs
1

2

3

4
프르
5
Nd
6
피엠
7
스엠
8
에우
9
그디
10
Tb
11
다이
12

13
음.정말
14
Tm
15
이브
16

3
Hf
4

5
W
6

7
오스
8

9
Pt
10
아우
11
흐그
12
Tl
3
피비
4

5

6

7
Rn
8
7 프르
1

2
아크
3

4

5
U
6
Np
7

8

9
씨엠
10
Bk
11
cf
12
에스
13
에프엠
14
Md
15
아니요.
16
Lr
3
알프
4
db
5
Sg
6
Bh
7

8

9
Ds
10
Rg
11
씨엔
12

3

4

5
Lv
6

7
오그
8

완전한 설명을 위해서는 단순히 전자 배열만을 고려하는 것이 아니라 서로 다른 원자가를 가진 화합물을 형성할 때 방출될 에너지를 고려해야 합니다.[131] 예를 들어 마그네슘은 물에 용해될 때 Mg+ 양이온이 아닌 Mg2+ 양이온을 형성하는데, 이는 마그네슘 양이온이 자발적으로 Mg0 양이온과 Mg2+ 양이온으로 불균형하게 되기 때문입니다. 이것은 수화의 엔탈피(물 분자로 양이온을 둘러싸는)가 이온의 전하와 반지름에 따라 크기가 증가하기 때문입니다. Mg에서+ 가장 바깥쪽 오비탈(이온 반경을 결정하는)은 여전히 3s이므로 수화 엔탈피는 작고 전자를 제거하는 데 필요한 에너지를 보상하기에 충분하지 않습니다. 그러나2+ 다시 Mg로 이온화하면 핵심 2p 서브쉘이 벗겨져 수화 엔탈피가 마그네슘(마그네슘)을 허용할 정도로 커집니다.II) 생성되는 화합물. 유사한 이유로, 무거운 p-블록 원소의 일반적인 산화 상태(ns 전자가 np보다 에너지가 낮아짐)는 2의 단계로 변화하는 경향이 있습니다. 왜냐하면 내부 서브쉘을 밝히고 이온 반경을 감소시키는 데 필요하기 때문입니다(예: Tl+ uncover 6s 및3+ Tluncover 5d). 따라서 탈륨이 두 개의 전자를 잃으면 세 번째 전자도 잃는 경향이 있습니다. 덜 전기적인 부정적인 p-블록 요소에 대해 궤도 혼성화에 기반한 유사한 주장을 사용할 수 있습니다.[132][l]

전이 금속의 산화 상태. 실선 점은 일반적인 산화 상태를 나타내고, 속이 빈 점은 가능하지만 가능성이 없는 상태를 보여줍니다.

전이 금속의 경우, 일반적인 산화 상태는 거의 항상 유사한 이유(다음 서브쉘을 덮는 것)로 인해 +2 이상입니다. 이는 비정상적인x+11 ds 또는 dsx+20 구성을 가진 금속( 제외)에서도 유지됩니다. 왜냐하면 d-electrons 사이의 반발력은 s-에서 d-하위 쉘로의 두 번째 전자의 이동이 이온화 에너지를 눈에 띄게 변화시키지 않는다는 것을 의미하기 때문입니다. 전이 금속을 이온화하는 것은 더 이상 새로운 내부 하위 껍질을 발견하지 못하기 때문에 산화 상태는 대신 1단계씩 변화하는 경향이 있습니다.[132] 란타니드와 후기 악티니드는 일반적으로 +3의 안정적인 산화 상태를 보여 외부 s-전자와 (보통) n-2 f-궤도에서 하나의 전자를 제거하며, 이는 n-와 유사합니다.[135] d-블록 요소의 공통 및 최대 산화 상태는 이온화 에너지에 의존하는 경향이 있습니다. (n-1)d 궤도와 ns 궤도 사이의 에너지 차이가 각 전이 시리즈를 따라 증가함에 따라 더 많은 전자를 이온화하는 것은 에너지적으로 덜 유리하게 됩니다. 따라서 초기 전이금속 그룹은 높은 산화 상태를 선호하는 경향이 있지만 +2 산화 상태는 후기 전이금속 그룹에 대해 더 안정적입니다. 따라서 각 d-블록 행의 시작 부분에서 +3에서 중간 부분(4: OsO)에서 +7 또는 +8로, 그리고 마지막 부분에서 +2로 가장 높은 형식 산화 상태가 증가합니다.[134] 란타넘족과 후기 악티넘족은 일반적으로 높은 4차 이온화 에너지를 가지고 있어서 +3 산화 상태를 거의 능가하지 않는 반면, 초기 악티넘족은 낮은 4차 이온화 에너지를 가지고 있어서 예를 들어 넵투늄과 플루토늄은 +7에 도달할 수 있습니다.[104][134][135] 맨 마지막 악티니드는 란타니드보다 더 멀리 저산화 상태로 나아갑니다: 멘델레븀은 툴륨이나 심지어 유로퓸보다 더 쉽게 +2 상태로 환원되고, 노벨륨은 이테르븀과 대조적으로 +3보다 +2를 더 선호합니다.[55]

같은 그룹에 속한 원소들은 같은 원자가 구성을 공유하기 때문에 일반적으로 비슷한 화학적 행동을 보입니다. 예를 들어, 첫 번째 그룹에 속한 알칼리 금속들은 모두 하나의 원자가 전자를 가지고 있으며, 매우 균질한 종류의 원소를 형성합니다: 그것들은 모두 부드럽고 반응성이 있는 금속입니다. 그러나 여러 요인이 관련되어 있으며 그룹이 다소 이질적인 경우가 많습니다. 예를 들어 수소도 하나의 원자가 전자를 가지고 있고 알칼리 금속과 같은 그룹에 있지만 화학적 행동은 상당히 다릅니다. 14족의 안정한 원소는 비금속(탄소), 2개의 반도체(실리콘, 게르마늄), 2개의 금속(주석, )으로 구성되어 있으며, 4개의 원자가 전자를 가지고 있어 서로 결합되어 있습니다.[136] 이것은 종종 최대 및 최소 산화 상태의 유사성(예: 그룹 16셀레늄 둘 다 SO3SeO에서와3 같이 최대 산화 상태 +6 및 황화물셀레늄에서와 같이 최소 산화 상태 -2)을 갖지만 항상은 아닙니다(예: 산소가 산화 상태 +6을 형성하는 것으로 알려져 있지 않음). 황과 셀레늄과 같은 그룹임에도 불구하고).[59]

전기음성도

A water molecule is put into a see-through egg shape, which is color-coded by electrostatic potential. A concentration of red is near the top of the shape, where the oxygen atom is, and gradually shifts through yellow, green, and then to blue near the lower-right and lower-left corners of the shape where the hydrogen atoms are.
산소 원자가 양(파란색) 수소 원자보다 음전하(빨간색)를 더 많이 갖는 물 분자의 정전기 전위 지도

원소의 또 다른 중요한 특성은 전기음성도입니다. 원자는 전자를 쌍으로 공유함으로써 서로 공유 결합을 형성하여 원자가 궤도의 중첩을 만듭니다. 각 원자가 공유 전자쌍을 끌어당기는 정도는 원자의 전기[137] 음성도, 즉 원자가 전자를 얻거나 잃는 경향에 따라 달라집니다.[18] 전자 음의 원자일수록 전자쌍을 더 많이 끌어당기는 경향이 있고, 전자 음의 원자일수록 덜 끌리게 됩니다. 극단적인 경우, 전자는 단순화된 것이지만, 더 많은 양의 전자에서 더 많은 양의 전자로 완전히 전달되었다고 생각할 수 있습니다. 그 결합은 두 개의 이온, 즉 하나의 양성(전자를 포기한)과 하나의 음성(전자를 받아들인)을 결합하고 이온 결합이라고 합니다.[18]

전기음성도는 핵이 전자쌍을 얼마나 강하게 끌어당길 수 있는지에 따라 결정되기 때문에 이미 논의된 다른 특성들과 비슷한 변화를 보입니다. 전기음성도는 아래로 갈수록 떨어지고 왼쪽으로 갈수록 높아지는 경향이 있습니다. 알칼리 토금속과 알칼리 토금속은 전기적으로 가장 긍정적인 원소이고, 칼코겐, 할로겐, 귀금속은 전기적으로 부정적인 원소입니다.[137]

전기 음성도는 일반적으로 폴링 척도로 측정되며, 여기서 가장 전기 음성 반응성이 높은 원자(불소)에는 전기 음성도 4.0이, 가장 낮은 전기 음성 원자(카에슘)에는 전기 음성도 0.79가 부여됩니다.[18] 사실 네온은 가장 전기적인 음의 원소이지만 폴링 척도는 대부분의 원소와 공유결합을 형성하지 않기 때문에 전기적인 음의 값을 측정할 수 없습니다.[138]

원소의 전기음성도는 원소가 결합한 원자의 종류와 개수, 그리고 전자를 몇 개나 잃었느냐에 따라 달라지는데, 원자는 전자를 더 많이 잃으면 전기음성도가 증가합니다.[137] 이것은 때때로 큰 차이를 만들어냅니다: +2 산화 상태의 납은 폴링 스케일에서 전기 음성도가 1.87인 반면, +4 산화 상태의 납은 전기 음성도가 2.33입니다.[139]

금속성

다이아몬드-큐빅 구조, 탄소가 14족 다이아몬드, 실리콘, 게르마늄 및 그레이 주석으로 채택한 거대한 공유 구조. 회색 주석에서는 밴드 갭이 사라지고 금속화가 발생합니다.[140] (주석에는 또 다른 동소체인 백색 주석이 있는데, 그 구조는 훨씬 더 금속적입니다.)

단순한 물질은 하나의 화학 원소의 원자로 형성된 물질입니다. 더 많은 전기 음성 원자의 단순한 물질은 서로 전자를 공유하는 경향이 있습니다(공유 결합을 형성합니다). 그들은 원자들이 쌍으로 결합하는 수소나 산소와 같은 작은 분자나 탄소나 실리콘과 같이 무한히 뻗어 있는 거대한 구조를 형성합니다. 비활성 기체는 이미 완전한 껍질을 가지고 있기 때문에 단일 원자로 유지됩니다.[18] 이산 분자나 단일 원자로 구성된 물질은 런던 분산력과 같이 분자 사이의 더 약한 인력에 의해 함께 고정됩니다. 전자가 분자 내에서 이동하면서 전하의 순간적인 불균형을 만듭니다. 근처 분자에 유사한 불균형을 유발하고 많은 이웃 분자에 걸쳐 전자의 동기화된 움직임을 만듭니다.[141]

탄소의 두 동소체인 흑연과 다이아몬드

그러나 양전하 원자가 많을수록 전자를 잃는 경향이 있어 양이온을 집어삼키는 전자의 "바다"를 만듭니다.[18] 한 원자의 외부 궤도는 전자를 모든 이웃과 공유하기 위해 겹쳐서 모든 원자에 걸쳐 뻗어 있는 분자 궤도의 거대한 구조를 만듭니다.[142] 이 음전하를 띤 "바다"는 모든 이온을 끌어당겨 금속 결합 상태로 유지합니다. 그러한 결합을 형성하는 원소들은 종종 금속이라고 불리고, 그렇지 않은 원소들은 종종 비금속이라고 불립니다.[18] 어떤 원소들은 서로 다른 구조를 가진 여러 개의 단순한 물질을 형성할 수 있습니다. 이것들을 동소체라고 부릅니다. 예를 들어 다이아몬드흑연은 탄소의 두 동소체입니다.[136][m]

전자 특성에서 원소의 금속성을 예측할 수 있습니다. 원자 궤도가 금속 또는 공유 결합 중에 겹치면 동일한 용량의 결합 분자 궤도와 더 높은 에너지의 결합 분자 궤도가 함께 생성됩니다. 순결합 특성은 결합 궤도에 있는 전자가 반결합 궤도에 있는 전자보다 많을 때 발생합니다. 따라서 각 원자에 의해 비국재화된 전자의 수가 중첩에 기여하는 궤도의 두 배 미만일 때 금속 결합이 가능합니다. 이것은 1족부터 13족까지의 원소들의 상황입니다; 또한 그들은 모든 원자가 동등한 위치를 차지하는 거대한 공유 구조를 형성하기에는 원자가 전자가 너무 적으므로 거의 모든 원자가 금속화됩니다. 이온화 에너지가 너무 높은 수소와 붕소는 예외입니다. 따라서 수소는 공유2 H 분자를 형성하고, 붕소는 20면체 B12 클러스터를 기반으로 거대한 공유 구조를 형성합니다. 금속에서 결합과 반결합 궤도는 에너지가 중첩되어 전자가 자유롭게 흐를 수 있는 단일 밴드를 만들어 전기 전도가 가능합니다.[144]

탄소 원자들이 모여 다이아몬드 결정을 형성하는 그래프로, 전자 밴드 구조 및 밴드 갭의 형성을 보여줍니다. 오른쪽 그래프는 원자 사이의 간격에 대한 에너지 수준을 보여줍니다. 멀리 떨어져 있을 때(그래프 오른쪽) 모든 원자는 동일한 에너지를 가진 별개의 원자가 궤도 ps를 가지고 있습니다. 그러나 원자들이 더 가까이 다가가면(왼쪽), 전자 궤도들이 공간적으로 겹치기 시작합니다. 파울리 배타원리는 그들이 같은 에너지를 갖는 것을 금지하기 때문에 궤도들은 각각 다른 에너지를 가진 N개의 분자 궤도들로 혼성화됩니다. 여기서 N은 결정 안에 있는 원자들의 수이다. N은 매우 큰 수이기 때문에 인접한 궤도들은 에너지가 서로 극도로 가깝기 때문에 궤도들은 연속적인 에너지 밴드로 간주될 수 있습니다. 실제 다이아몬드 결정 셀 크기(a로 표시됨)에서 원자가와 전도 밴드라고 불리는 두 개의 밴드가 형성되며, 이 밴드는 5.5 eV 밴드 갭으로 분리됩니다. (여기서는 원자가 2s와 2p 전자만 예시되었으며, 1s 오비탈은 크게 겹치지 않으므로 이들로부터 형성되는 밴드는 훨씬 좁습니다.)

그룹 14에서는 금속 결합과 공유 결합이 모두 가능합니다. 다이아몬드 결정에서 탄소 원자 사이의 공유 결합은 강한데, 이는 탄소 원자들이 원자 반경이 작기 때문에 핵이 전자를 더 많이 붙잡기 때문입니다. 따라서 결합궤도는 결합궤도에 비해 에너지가 훨씬 낮고 중첩이 없어 전기전도가 불가능해집니다. 탄소는 비금속입니다. 그러나 공유 결합은 원자가 클수록 약해지고 결합과 반결합 오비탈 사이의 에너지 간격이 줄어듭니다. 따라서 실리콘과 게르마늄은 밴드 갭이 작고 주변 조건에서는 반도체입니다. 전자는 열 자극을 받으면 갭을 넘을 수 있습니다. (보론도 주변 조건에서는 반도체입니다.) 주석에서 밴드 갭이 사라져서 주석과 납이 금속이 됩니다.[144] 온도가 올라가면 밴드 갭의 크기에 따라 모든 비금속이 어느 정도 반도체 특성을 발전시킵니다. 따라서 금속과 비금속은 전기 전도도의 온도 의존성에 의해 구별될 수 있습니다: 금속의 전도도는 온도가 증가함에 따라 감소하는 반면, 비금속의 전도도는 증가합니다.[145]

15족에서 17족에 속하는 원소들은 전자가 너무 많아서 3차원 모두에 걸쳐 뻗어 있는 거대한 공유 분자를 형성할 수 없습니다. 가벼운 원소의 경우, 질소(N), 산소(O22), 백색인과 황색 비소(P와4 As4), 황과 적색 셀레늄(S와8 Se8), 안정한 할로겐(F2, Cl2, Br2, I2)의 결합이 매우 강해서 응축된 상이 부정적입니다. 무거운 것은 긴 사슬(적린, 회색 셀레늄, 텔루륨) 또는 층 구조(흑연, 흑린, 회색 비소, 안티몬, 비스무트와 같은 탄소)를 형성하는 경향이 있으며, 이는 3차원이 아닌 1 또는 2차원으로만 확장됩니다. 두 종류의 구조 모두 인, 비소, 셀레늄의 동소체로 발견될 수 있지만, 사슬이 긴 동소체는 세 가지 모두에서 더 안정적입니다. 이러한 구조는 결합을 위해 모든 오비탈을 사용하지 않기 때문에 에너지를 증가시키기 위해 결합, 비결합, 항결합 밴드로 끝납니다. 14족과 마찬가지로 무거운 원소에 대해서는 밴드 갭이 줄어들고 사슬이나 층 사이에서 전자의 자유로운 이동이 가능해집니다. 예를 들어 흑린, 흑비소, 회색 셀레늄, 텔루륨, 요오드는 반도체이고, 회색비소, 안티몬, 비스무트는 반금속이며, 폴로늄과 아마 아스타틴은 진짜 금속입니다.[144] 마지막으로, 자연계 18족 원소는 모두 개별 원자로 남아 있습니다.[144][n]

금속과 비금속 사이의 경계선은 대략 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 대각선이며, 전이 시리즈는 이 대각선의 왼쪽에 나타납니다(겹치기 위해 사용 가능한 궤도가 많기 때문에). 이는 금속성이 전자 양성 및 전자 손실 의지와 상관관계가 있는 경향이 있으므로 오른쪽에서 왼쪽으로, 아래로 증가합니다. 따라서 금속은 비금속보다 훨씬 더 많습니다. 경계선 근처의 원소들은 분류하기가 어렵습니다: 금속과 비금속의 중간적인 특성을 갖는 경향이 있고, 두 가지의 특성을 모두 가질 수 있습니다. 그들은 종종 세미메탈 또는 메탈로이드라고 불립니다.[18] 이러한 의미에서 사용되는 "반금속"이라는 용어는 밴드 구조와 관련된 엄격한 물리적 감각과 혼동되어서는 안 됩니다: 비스무트는 물리적으로 반금속이지만 화학자들에 의해 일반적으로 금속으로 간주됩니다.[147]

다음 표는 표준 조건에서 가장 안정적인 동소체를 고려한 것입니다. 노란색을 띠는 요소는 금속 결합이 잘 특징인 단순한 물질을 형성합니다. 밝은 파란색의 원소들은 거대한 네트워크 공유 구조를 형성하는 반면, 어두운 파란색의 원소들은 더 약한 반데르발스 힘에 의해 함께 묶여 있는 작은 공유 결합 분자를 형성합니다. 비활성 기체는 보라색으로 착색됩니다. 분자는 단일 원자이고 공유 결합이 일어나지 않습니다. 회색 세포는 가장 안정적인 동소체가 이러한 방식으로 특성화될 수 있도록 충분한 양이 준비되지 않은 원소를 위한 것입니다. 이론적 고찰과 현재의 실험적 증거는 아마도 오가네손을 [144]제외하고 모든 원소가 응축된 상을 형성할 수 있다면 금속화될 것임을 시사합니다.[148][o]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
그룹
기간
1 H
2 있다 B C N O F
3 Mg P S 아르
4 K 스크 V Cr Mn CU Zn ~하듯이 브르 크르
5 Rb 스르 Y Zr Nb Tc Rh PD 아그 Cd Sn Sb I Xe
6 Cs 프르 Nd 피엠 스엠 에우 그디 Tb 다이 음.정말 Tm 이브 Hf W 오스 Pt 아우 흐그 Tl 피비 Rn
7 프르 아크 U Np 씨엠 Bk cf 에스 에프엠 Md 아니요. Lr 알프 db Sg Bh Ds Rg 씨엔 Lv 오그

일반적으로 금속은 광택이 나고 밀도가 높습니다.[18] 이들은 보통 금속 결합의 강도 때문에 녹는점과 끓는점이 높고, 금속 결합을 깨지 않고 원자들이 서로 상대적으로 움직일 수 있기 때문에 가단성과 연성(쉽게 늘어나며 모양을 갖추는)인 경우가 많습니다.[158] 그들은 전자가 3차원 모두에서 자유롭게 움직이기 때문에 전기를 전도합니다. 마찬가지로 열은 전자에 의해 여분의 운동 에너지로 전달되는 열을 전도합니다: 그들은 더 빨리 움직입니다. 이러한 성질은 액체 상태에서 지속되는데, 마치 결정 구조가 녹으면 파괴되지만 원자는 여전히 닿아 금속 결합은 약해지지만 지속됩니다.[158] 금속은 비금속에 반응하는 경향이 있습니다.[18] 예를 들어, 베릴륨, 크롬,[84] 망간,[159] 안티몬,[160] 비스무트,[161] 우라늄은 부서지기 쉽고([84]완전한 목록은 아님), 크롬은 매우 단단하며,[162] 갈륨, 루비듐, 세슘, 수은은 실온 또는 그에 가까운 액체이며,[p] 금과 같은 귀금속은 화학적으로 매우 비활성입니다.[163][164]

비금속은 서로 다른 특성을 보입니다. 거대한 공유 결정을 형성하는 것은 강한 공유 결합을 극복하는 데 상당한 에너지가 필요하기 때문에 높은 용융점과 끓는점을 나타냅니다. 이산 분자를 형성하는 것들은 대부분 분산력에 의해 결합되며, 이는 더 쉽게 극복됩니다. 따라서 이들은 녹는점과 끓는점이 더 낮은 경향이 있으며,[165] 많은 것들은 실온에서 액체 또는 기체입니다.[18] 비금속은 종종 무미건조하게 보입니다. 그들은 대부분의 물질에 불활성인 비활성 가스를 제외하고 금속에 반응하는 경향이 있습니다.[18] 원자가 제자리에 단단히 고정되어 고체일 때 부서지기 쉽습니다. 이동성 전자가 없기 [18]때문에 밀도가 낮고 전기가 잘 전달되지 않습니다.[166] 경계선 근처에는 밴드 갭이 작기 때문에 실리콘, [166]게르마늄, 텔루륨과 같은 반도체가 많이 있습니다.[144] 셀레늄은 반도전성 회색 동소체와 절연성 적색 동소체를 모두 가지고 있고, 비소는 금속성 회색 동소체, 반도전성 검은색 동소체, 절연성 황색 동소체를 가지고 있습니다.[145] 예외도 있습니다. 예를 들어 다이아몬드는 알려진 모든 물질 중에서 가장 높은 열전도율을 가지고 있으며, 이는 어떤 금속보다도 큽니다.[167]

금속과 비금속의 경계에 걸쳐 있는 준금속류를 지정하는 것이 일반적인데, 그 지역의 원소들은 물리적, 화학적 성질 모두에서 중간적이기 때문입니다.[18] 그러나 문헌에는 정확히 어떤 요소를 그렇게 지정해야 하는지에 대한 합의가 존재하지 않습니다. 이러한 범주를 사용할 경우 실리콘, 게르마늄, 비소, 텔루륨이 거의 항상 포함되며, 붕소와 안티몬이 대개 포함됩니다. 그러나 대부분의 출처는 어떤 원소를 추가해야 하는지에 대한 합의 없이 다른 원소도 포함하고, 다른 일부는 대신 이 목록에서 제외합니다.[q] 예를 들어, 일반적으로 메탈로이드 또는 비금속으로 간주되는 다른 모든 원소와 달리 안티몬의 유일한 안정한 형태는 금속 전도성을 가지고 있습니다. 게다가, 원소는 물리적, 화학적 행동에서 비스무트와 더 일반적으로 다른 p-블록 금속과 유사합니다. 이를 근거로 일부 저자들은 금속보다는 금속으로 더 잘 분류된다고 주장했습니다.[84][172][145] 한편, 셀레늄은 가장 안정한 형태의 반도체 특성을 가지고 있으며(절연 동소체도 가지고 있음에도 불구하고), 이것은 메탈로이드로[172] 간주되어야 한다고 주장되어 왔습니다. 그러나 이러한 상황은 메탈로이드 중에서 훨씬 더 드문 [145]인을 포함하고 있습니다.[q]

주기성의 추가적인 발현

주기율표 전체에 걸쳐 대각선으로 인접한 원소(예: 리튬과 마그네슘) 간의 대각선 관계와 같이 동일한 그룹에 속하지 않는 원소 간의 다른 관계가 있습니다.[115] 원소들이 같은 수의 원자가 전자를 가질 때, 주 그룹과 전이 금속 그룹 사이 또는 초기 악티니드와 초기 전이 금속 사이에서도 몇 가지 유사점을 발견할 수 있습니다. 따라서 우라늄은 6족의 크롬과 텅스텐과 다소 비슷한데,[115] 세 개 모두 6가의 전자를 가지고 있기 때문입니다.[173] 전자의 수는 같지만 원자가 오비탈의 종류가 다른 원소들 사이의 관계를 2차 또는 등각 관계라고 부르는데, 이들은 보통 동일한 최대 산화 상태를 갖지만 동일한 최소 산화 상태는 아닙니다. 예를 들어, 염소 및 망간은 둘 다 최대 산화 상태(예: ClO27MnO27)로서 +7을 갖지만, 각각의 최소 산화 상태는 -1(예: HCl) 및 -3(K2[Mn(CO)])4입니다. 원자가 빈자리의 수는 같지만 전자의 수가 다른 원소들은 3차 또는 등수용체 관계에 의해 관련이 있습니다: 이들은 대개 유사한 최소값을 갖지만 최대 산화 상태는 아닙니다. 예를 들어 수소와 염소는 모두 최소 산화 상태(수소염소에서)로 -1을 갖지만, 수소의 최대 산화 상태는 +1(예를 들어 HO2)이고 염소의 산화 상태는 +7입니다.[59]

원소들의 다른 많은 물리적 특성들은 녹는점, 끓는점, 핵융합의 열, 기화의 열, 원자화 에너지 등과 같이 주기적인 법칙에 따라 변화를 보입니다. 수소화물, 산화물, 황화물, 할로겐화물 등을 비교하여 관찰할 수 있는 원소의 화합물에 대해서도 유사한 주기적 변화가 나타납니다.[137] 화학적 특성은 정량적으로 설명하기가 더 어렵지만 마찬가지로 고유한 주기성을 나타냅니다. 예를 들면, 원소 및 그 화합물의 산성 염기성, 화합물의 안정성 및 원소 분리 방법의 변화를 들 수 있습니다.[107] 주기성은 알려지지 않은 새로운 원소와 새로운 화합물의 성질을 예측하는 데 매우 광범위하게 사용되어 왔으며 현대 화학의 중심입니다.[174]

원소구분

일반적으로 사용되는 유사한 요소의 집합을 표시하기 위해 색으로 부호화된 주기율표입니다. 범주와 그 경계는 출처마다 다소 다릅니다.[168] 3족의 루테튬과 로렌슘도 전이금속입니다.[59]

문헌에서 유사하게 동작하는 요소 집합을 설명하기 위해 많은 용어가 사용되었습니다. IUPAC는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 트리엘, 테트렐, 프닉토겐, 칼코겐, 할로겐, 비활성 가스 등의 그룹명을 인정하고, 다른 그룹들은 그들의 번호 또는 그들의 첫 번째 원소(예를 들어, 그룹 6은 크롬 그룹)로 지칭할 수 있습니다.[8][175] 일부는 13족부터 16족까지의 p-블록 원소를 금속성에 따라 나누지만,[170][168] IUPAC의 정의도 없고, 어떤 원소를 금속, 비금속 또는 준금속(때로는 메탈로이드라고 함)으로 간주해야 하는지에 대한 정확한 합의도 없습니다.[170][168][8] 전이 금속을 계승하는 금속이 무엇이라고 불러야 하는지에 대한 합의도 이루어지지 않았으며, 전이금속불량 금속이 사용된 가능성 중 하나입니다.[r] 일부 고급 모노그래프는 때때로 상당히 다른 화학적 특성을 이유로 전이 금속에서 12족 원소를 제외하지만, 이것은 보편적인[176] 관행이 아니며 IUPAC는 현재 화학 명명법에서 허용 가능한 것으로 언급하지 않습니다.[177]

란타넘족은 서로 매우 비슷한 La-Lu 원소로 여겨집니다: 역사적으로 그들은 Ce-Lu만 포함했지만 란타넘족은 일반적인 사용에 의해 포함되었습니다.[8] 희토류 원소(또는 희토류 금속)는 란타넘족에 스칸듐과 이트륨을 첨가합니다.[8] 마찬가지로 악티니드는 Ac-Lr(역사적으로 Th-Lr) 원소로 간주되지만,[8] 이 집합의 특성 변화는 란타니드 내에서보다 훨씬 더 큽니다.[53] IUPAC는 -ide 접미사가 일반적으로 음이온을 나타내기 때문에 모호성을 피하기 위해 란타노이드악티노이드라는 이름을 권장합니다. 그러나 란타노이드와 악티노이드는 여전히 일반적입니다.[8] 루테튬과 로렌슘을 d-블록 원소로 인식하는 것이 증가하면서, 일부 저자들은 란타넘족을 La-Yb, 악티넘족을 Ac-No로 정의하여 f-블록과 일치시키기 시작했습니다.[58][11][178][179][180]

더 많은 분류가 존재하며 특정 분야에 따라 사용됩니다. 천체물리학에서 금속은 원자 번호가 2보다 큰 모든 원소, 즉 수소와 헬륨을 제외한 모든 원소로 정의됩니다.[181] "반금속"이라는 용어는 물리학에서는 화학에서와 다른 정의를 가지고 있습니다: 비스무트는 물리적 정의에 의한 반금속이지만 화학자들은 일반적으로 금속으로 간주합니다.[182] 몇 가지 용어가 널리 사용되지만 "헤비메탈"과 같이 매우 형식적인 정의가 없는 경우 "사실상 의미가 없다"는 비판을 받을 정도로 광범위한 정의가 주어졌습니다.[183]

용어의 범위는 저자마다 크게 다릅니다. 예를 들어, IUPAC에 따르면, 비활성 가스는 매우 방사성인 초중력 원소인 오가손을 포함한 전체 그룹을 포함하도록 확장됩니다.[184] 그러나 슈퍼헤비원소를 전문으로 하는 사람들 사이에서는 이런 일이 자주 일어나지 않습니다. 이 경우 "귀한 가스"는 일반적으로 그룹의 가벼운 원소의 반응하지 않는 행동을 암시하기 위해 사용됩니다. 계산은 일반적으로 오가네손이 상대론적 효과로 인해 특별히 불활성이 되어서는 안 되며, 대량으로 생산될 수 있다면 실온에서 기체가 되지 않을 수도 있다고 예측하기 때문에, 이러한 맥락에서 종종 비활성 기체로서의 위상에 의문이 제기됩니다.[185] 게다가, 일본에서는 알칼리 토금속이 무거운 2족 금속과 행동이 다르기 때문에 베릴륨과 마그네슘을 포함하지 않는 경우가 많습니다.[186]

역사

멘델레예프의 1869년 주기율표

초기역사

1817년 독일 물리학자 요한 볼프강 되베라이너는 원소들을 분류하기 위한 초기 시도들 중 하나를 공식화하기 시작했습니다.[187] 1829년, 그는 원소들 중 일부를 3개의 그룹으로 구성할 수 있다는 것을 발견했고, 각 그룹의 구성원들은 관련된 성질을 가지고 있습니다. 그는 이 그룹들을 트라이어드라고 불렀습니다.[188][189] 염소, 브롬, 요오드는 삼원체를 형성했고 칼슘, 스트론튬, 바륨, 리튬, 나트륨, 칼륨, 황, 셀레늄, 텔루륨도 형성했습니다. 오늘날, 이 모든 세쌍둥이는 현대 그룹의 일부를 형성합니다.[190] 다양한 화학자들이 그의 작업을 계속했고 점점 더 많은 소그룹의 원소들 사이의 관계를 확인할 수 있었습니다. 그러나, 그들은 그들 모두를 포괄하는 하나의 계획을 세울 수 없었습니다.[191]

Newland's table of the elements.
1866년 뉴랜드의 원소 표.

존 뉴랜즈는 1863년 2월에 화학 뉴스에 화학 원소들 사이의 주기성에 관한 편지를 실었습니다.[192] 1864년 뉴랜즈는 화학 뉴스에 원소들이 원자량의 순서대로 배열되면, 연속된 번호를 가진 원소들은 자주 같은 그룹에 속하거나 다른 그룹에서 비슷한 위치를 차지한다는 것을 보여주는 기사를 실었습니다. 그리고 그는 주어진 음에서 시작하는 각각의 8번째 음은 음악에서 옥타브의 8번째 음처럼 첫 번째 음을 반복하는 일종의 배열에 있다고 지적했습니다.[192] 그러나, 뉴랜즈의 공식은 주요 그룹 요소에만 잘 적용되었고, 다른 요소들과 심각한 문제에 직면했습니다.[59]

독일의 화학자 로타르 마이어는 비슷한 화학적, 물리적 성질의 배열이 주기적 간격으로 반복되는 것에 주목했습니다. 그에 따르면, 원자량을 표준(즉, 수직)으로 표시하고 원자량을 가로(즉, 곡선이 일련의 최대값과 최소값을 얻음)로 표시하면, 가장 많은 양의 원소가 원자량의 순서로 곡선의 피크에 나타날 것입니다. 1864년에 그의 책이 출판되었습니다; 그것은 28개의 원소를 포함하는 주기율표의 초기 버전을 포함하고 원소들을 원자가에 따라 6개의 과로 분류했습니다. - 처음으로 원소들이 원자가에 따라 분류되었습니다. 원자량에 따라 원소를 정리하는 작업은 그때까지 부정확한 원자량 측정으로 인해 방해를 받았습니다.[193] 1868년에 표를 개정했지만, 이 개정은 그가 죽은 뒤에야 초안으로 출판되었습니다.[194]

멘델레예프

드미트리 멘델레예프

결정적인 돌파구는 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프에게서 나왔습니다. 다른 화학자들(마이어를 포함)이 거의 비슷한 시기에 주기계의 다른 버전을 발견했지만, 멘델레예프는 그의 체계를 개발하고 방어하는 데 가장 헌신적이었고, 과학계에 가장 큰 영향을 미친 것은 그의 체계였습니다.[195] 1869년 2월 17일(양력 1869년 3월 1일), 멘델레예프는 원소들을 배열하고 원자량에 따라 비교하기 시작했습니다. 그는 몇 가지 요소로 시작했고, 하루 동안 그의 체계는 알려진 요소의 대부분을 포함할 때까지 성장했습니다. 그가 일관된 배열을 발견한 후, 그의 인쇄된 표는 1869년 5월 러시아 화학 협회 저널에 실렸습니다.[196] 그는 원소가 계에 들어맞지 않는 것처럼 보였을 때 원자가나 원자량 중 하나가 잘못 측정되었거나, 아직 발견되지 않은 원소가 있다고 과감하게 예측했습니다.[59] 1871년, 멘델레예프는 그의 표의 업데이트된 형태를 포함한 장문의 글을 발표했는데, 이것은 미지의 원소에 대한 그의 예측을 명백하게 만들었습니다. 멘델레예프는 이 미지의 원소들 중 세 가지의 성질을 자세히 예측했습니다: 붕소, 알루미늄, 실리콘의 더 무거운 상동체가 없기 때문에, 그는 그것들을 메카-붕소, 에카-알루미늄, 그리고 에카-실리콘("eka"는 산스크리트어로 "하나"[196][197]: 45 를 의미함)이라고 이름 지었습니다.

멘델레예프의 1871년 주기율표

1875년, 프랑스의 화학자 폴-에밀 레코크 부아보드랑은 멘델레예프의 예측도 모른 채 연구를 하다가 광물인 스팔레라이트의 표본에서 새로운 원소를 발견하여 갈륨이라고 이름 지었습니다. 그는 원소를 분리하고 그 성질을 결정하기 시작했습니다. 드 보이스바우드란의 출판물을 읽은 멘델레예프는 갈륨이 그가 예측한 에카-알루미늄이라고 주장하는 편지를 보냈습니다. Lecoq de Boisbaudran은 처음에는 회의적이었고 멘델레예프가 자신의 발견에 대한 공로를 인정하려고 한다고 의심했지만 나중에 멘델레예프가 옳았다는 것을 인정했습니다.[198] 1879년 스웨덴의 화학자 라스 프레드릭 닐슨은 스칸듐이라는 새로운 원소를 발견했습니다. 그것은 에카-붕소로 밝혀졌습니다. 에카-실리콘은 1886년 독일의 화학자 클레멘스 빙클러에 의해 발견되었고, 그는 그것을 게르마늄이라고 이름 지었습니다. 갈륨, 스칸듐, 게르마늄의 성질은 멘델레예프가 예측한 것과 일치했습니다.[199] 1889년, 멘델레예프는 런던의 왕립학회 패러데이 강연에서 "그들의 발견을 주기율법의 정확성과 일반성을 확인하는 것으로 영국 화학학회에 언급할 만큼 오래 살 것이라고 기대하지 않았다"고 언급했습니다.[200] 멘델레예프가 예측하지 못했던 19세기 말의 비활성 기체의 발견조차도 여덟 번째 주요 집단으로서의 그의 계획에 깔끔하게 들어맞았습니다.[201]

그럼에도 불구하고 멘델레예프는 알려진 란타넘족을 그의 계획에 맞추는 데 약간 어려움을 겪었는데, 그 이유는 그것들이 다른 원소들이 그랬던 것처럼 주기적인 원자가의 변화를 보여주지 않았기 때문입니다. 많은 연구 끝에 1902년 체코의 화학자 보후슬라프 브라우네르는 란타넘족을 주기율표에서 한 그룹으로 묶을 수 있다고 제안했습니다. 그는 이것을 천문학적 비유로 "소행성 가설"이라고 이름 붙였는데, 화성과 목성 사이에 하나의 행성 대신 소행성대가 존재하는 것처럼, 이트륨 아래의 장소는 단지 하나의 원소가 아닌 모든 란타넘족이 차지하는 것으로 생각되었습니다.[20]

원자번호

밴덴브룩의 주기율표

원자의 내부 구조가 조사된 후, 네덜란드의 아마추어 물리학자 안토니우스 브로크는 1913년 핵 전하가 주기율표의 원소 배치를 결정한다고 제안했습니다.[202][203] 뉴질랜드의 물리학자 어니스트 러더퍼드는 이 핵 전하를 "원자 번호"라는 단어로 만들었습니다.[204] 그는 판데르브룩의 발표된 기사에서 전자의 수에 따라 배열된 원소들을 보여주는 최초의 전자 주기율표를 보여주었습니다.[205] 러더퍼드는 1914년 논문에서 보어가 판데르브룩의 견해를 받아들였음을 확인했습니다.[206]

헨리 모즐리

같은 해, X선 분광법을 사용한 영국의 물리학자 헨리 모즐리는 밴덴브룩의 제안을 실험적으로 확인했습니다. 모즐리는 알루미늄에서 까지의 각 원소의 핵전하 값을 결정했고, 멘델레예프의 명령으로 실제로 원소들이 핵전하에 따라 순차적인 순서로 배열된다는 것을 보여주었습니다.[207] 핵전하는 양성자 수와 같으며 각 원소의 원자 번호(Z)의 값을 결정합니다. 원자 번호를 사용하면 원소에 대한 확실한 정수 기반 시퀀스를 제공합니다. 모즐리의 연구는 원자량과 화학적 성질 사이의 불일치를 즉시 해결했습니다. 텔루륨이나 요오드와 같이 원자수는 증가하지만 원자량은 감소하는 경우였습니다.[202] 비록 모즐리는 제1차 세계 대전에서 곧 죽었지만, 스웨덴의 물리학자 Manne Siegban우라늄까지 그의 연구를 계속했고, 그것이 그 당시 알려진 가장 높은 원자 번호를 가진 원소라는 것을 증명했습니다 (92).[208] 모즐리와 지그반의 연구에 따르면, 어떤 원자번호가 아직 발견되지 않은 원소에 해당하는지도 알려졌습니다.[202]

전자껍질

덴마크의 물리학자 닐스 보어막스 플랑크의 양자화 개념을 원자에 적용했습니다. 그는 전자의 에너지 준위가 양자화되었다고 결론지었습니다: 안정적인 에너지 상태의 이산 집합만이 허용되었습니다. 그 후 보어는 전자 구성을 통해 주기성을 이해하려고 시도했고 1913년 내부 전자가 원소의 화학적 특성을 담당해야 한다고 추측했습니다.[209][210] 1913년, 그는 양자 원자를 기반으로 한 최초의 전자 주기율표를 제작했습니다.[211]

1913년 보어는 자신의 전자껍질을 "고리"라고 불렀습니다. 그의 행성 모델 당시에는 껍질 내의 원자 궤도가 존재하지 않았습니다. 보어는 1913년 그의 유명한 논문의 제3부에서 껍질의 최대 전자는 8이라고 설명하면서, "우리는 더 멀리서 그 고리를 봅니다. n 전자는 전하핵 주위를 한 고리로 회전할 수 없습니다. 그렇지 않으면 말입니다. n < 8." 더 작은 원자의 경우, 전자 껍질은 다음과 같이 채워집니다: "전자 고리는 전자가 같은 수의 전자를 포함할 때만 결합하고, 따라서 내부 고리의 전자 수는 2, 4, 8개뿐입니다." 그러나 더 큰 원자의 경우, 가장 안쪽 껍질은 8개의 전자를 포함할 것입니다: "반면, 원소들의 주기계는 이미 네온에 있다는 것을 강하게 시사합니다. N = 10 8개의 전자로 이루어진 내부 고리가 발생할 것입니다." 그가 제안한 원자에 대한 전자 구성(오른쪽)은 대부분 현재 알려진 것과 일치하지 않습니다.[212][213]

가벼운 원소를 위한 보어의 전자 구성
원소 포탄당 전자
4 2,2
6 2,4
7 4,3
8 4,2,2
9 4,4,1
10 8,2
11 8,2,1
16 8,4,2,2
18 8,8,2

보어의 원자론의 화학적 포텐셜을 체계적으로 확대 수정한 최초의 인물은 1914년과 1916년의 발터 코셀입니다. 코셀은 주기율표에서 전자가 외각에 추가되면서 새로운 원소가 생성될 것이라고 설명했습니다. 코셀의 논문에서, 그는 이렇게 썼습니다: "이것은 더 추가된 전자들이 각각의 동심원 고리나 껍질에 넣어져야 한다는 결론으로 이어집니다. namely, 우리의 경우에는 8개의 전자, 특정한 수의 전자만이 배열되어야 합니다. 고리나 껍질 하나가 완성되면 바로 다음 원소를 위해 새로운 것을 시작해야 하는데, 가장 쉽게 접근할 수 있고 가장 바깥쪽 주변에 위치한 전자의 수가 원소마다 다시 증가하기 때문에 새로운 껍질이 형성될 때마다 화학적 주기성이 반복됩니다."[214][215]

1919년의 논문에서 어빙 랭무어는 각각 2개의 전자만을 포함할 수 있는 궤도라고 부르는 "세포"의 존재를 가정했습니다. 그리고 이들은 지금 우리가 껍질이라고 부르는 "등거리 층"에 배열되어 있었습니다. 그는 첫 번째 껍질에 두 개의 전자만 포함하는 예외를 두었습니다.[216] 1921년 화학자 찰스 루글리 베리는 껍질 안에 있는 8개와 18개의 전자가 안정적인 배열을 형성한다고 제안했습니다. Bury는 과도기 원소의 전자 구성이 외부 껍질의 원자가 전자에 의존한다고 제안했습니다.[217] 그는 현재 전이 금속 또는 전이 원소로 알려진 원소를 설명하기 위해 이라는 단어를 도입했습니다.[218]

보어의 자극을 받은 볼프강 파울리는 1923년에 전자 배치 문제를 시작했습니다. 파울리는 4개의 양자수를 사용하는 보어의 계획을 확장하고, 두 개의 전자는 동일한 4개의 양자수를 가질 수 없다는 그의 배타원리를 공식화했습니다. 이것은 주기율표에서 각 껍질이 차지할 수 있는 전자의 수에 해당하는 주기의 길이(2, 8, 18, 32)를 설명했습니다.[219] 1925년에 Friedrich Hund는 현대식에 가까운 구성에 도착했습니다.[220] 이러한 발전의 결과로 주기율은 원소의 원자가가 아니라 화학적으로 활성인 전자나 원자가 전자의 수를 기준으로 하게 되었습니다.[59] 원소의 전자 구성을 기술하는 아우프바우 원리는 1926년 에르빈 마델룽에 의해 처음으로 경험적으로 관찰되었지만,[46] 1930년 블라디미르 카라페토프가 처음으로 발표했습니다.[221][222] 1961년, 브세볼로드 클레치코프스키 토마스로부터 마델룽 법칙의 첫 부분(궤도가 n + ℓ이 증가하는 순서로 채워짐)을 유도했습니다.페르미 모델;[223] 완전한 규칙은 1971년 Yury N에 의해 유사한 전위에서 파생되었습니다. 뎀코프와 발렌틴 오스트로프스키.[224][s]

알프레드 베르너(Alfred Werner, 1905)의 주기율표, 긴 형태의[20] 첫 등장

양자 이론은 전이 금속과 란타넘족이 각각의 별개의 그룹을 형성하고, 주요 그룹들 사이에서 전이되는 것임을 분명히 했지만, 일부 화학자들은 그 전에 이미 이와 같은 방법을 보여주는 표를 제안했습니다: 1892년 영국 화학자 헨리 바셋이, 1895년 덴마크 화학자 줄리어스 톰센이, 그리고 1905년 스위스의 화학자 알프레드 베르너. 보어는 1922년 노벨 강의에서 톰센의 형태를 사용했습니다. 베르너의 형태는 현대의 32열 형태와 매우 유사합니다. 특히 이것은 브라우네르의 소행성 가설을 대체했습니다.[20]

란타넘족의 정확한 위치, 따라서 그룹 3의 구성은 처음에 전자 구성이 잘못 측정되었기 때문에 수십 년 동안 논쟁의 대상이 되었습니다.[11][92] Bassett, Werner, Bury는 화학적 근거로 스칸듐과 이트륨을 란타넘이 아닌 루테튬으로 분류했습니다. (앞의 두 개는 루테튬이 아직 발견되지 않았기 때문에 이트륨 아래에 빈 공간을 남겼습니다.)[20][217] 1927년에 Hund는 모든 란탄 원자가 3가를 지배하기 때문에 [Xe]4f5d6의0−1412 배열을 가지고 있다고 가정했습니다. 지금은 화학과 전자 배치의 관계가 그보다 더 복잡하다고 알려져 있습니다.[t][55] 초기 분광학적 증거는 이러한 구성을 확인하는 것처럼 보였고, 따라서 주기율표는 스칸듐, 이트륨, 란타넘, 악티늄으로 그룹 3을 가지며, 14개의 f-원소가 란타넘과 하프늄 사이의 d-블록을 분해하도록 구성되었습니다.[11] 그러나 이것은 15개의 란타넘족 중 4개의 란타넘족(란타넘족, 세륨족, 가돌리늄족, 루테튬족)에만 해당되며, 다른 란타넘족 원자에는 d-전자가 없다는 사실이 나중에 밝혀졌습니다. 특히 이터븀은 4f 껍질을 완성하고, 따라서 소련의 물리학자 레프 란다우와 에브게니 리프쉬츠는 1948년 루테튬이 f-블록 원소가 아닌 d-블록으로 올바르게 간주된다는 점에 주목했습니다.[12] 벌크 란타넘은 f-금속이라는 점은 1963년 준 곤도에 의해 저온 초전도성을 근거로 처음 제안되었습니다.[100] 이를 통해 원소를 블록별로 분류하고 테이블 위에 배치할 때 화학 환경에서 역할을 할 수 있는 원자의 낮은 고도의 들뜬 상태를 살펴보는 것이 중요하다는 것을 명확히 했습니다.[64][65][11] 이후 많은 저자들이 물리적, 화학적, 전자적 문제를 바탕으로 이 수정을 재발견하여 모든 관련 요소에 적용함으로써 그룹 3에는 스칸듐, 이트륨, 루테튬이 포함되어 있습니다. 그리고 로렌슘은[64][9][92] 이테르븀을 통해 란타넘을, 노벨륨을 통해 악티늄을 f-블록 행으로 가지고 있습니다.[64][9] 이 수정된 버전은 마델룽 법칙과 일치하며 바셋, 베르너, 베리의 초기 화학 배치를 입증합니다.[20]

1988년 IUPAC는 2021년에 재확인된 결정인 [9]그룹 3의 구성을 뒷받침하는 보고서를 발표했습니다.[10] 3군 구성에 관한 교과서에는 여전히 변형이 발견되고 있으며,[22] 오늘날에도 이 형식에 반대하는 주장이 일부 발표되고 있지만,[13] 이 문제를 크게 고려한 화학자와 물리학자들은 스칸듐, 이트륨, 루테튬, 로렌슘이 포함된 3군에 대해 대체로 동의하고 있으며, 이에 대한 반론이 일관성이 없다고 이의를 제기하고 있습니다.[13]

합성원소

글렌 T. 시보그

1936년에 이르러 수소에서 우라늄에 이르기까지 사라진 원소 풀은 43, 61, 85, 87번 원소가 여전히 사라진 상태로 4개로 줄어들었습니다. 43번 원소는 결국 자연에서 발견된 원소가 아니라 핵반응을 통해 인공적으로 합성된 최초의 원소가 되었습니다. 그것은 1937년 이탈리아의 화학자 에밀리오 세그레와 카를로 페리에에 의해 발견되었고, 그들의 발견을 "인공"이라는 그리스어의 이름을 따서 테크네튬이라고 이름 지었습니다.[225] 원소 61(프로메튬)과 85(아스타틴)도 마찬가지로 1945년과 1940년에 각각 인공적으로 만들어졌고, 87(프란슘) 원소는 1939년 프랑스 화학자 마르그리트 페레이에 의해 자연에서 발견된 마지막 원소가 되었습니다.[226][u] 1940년 에드윈 맥밀런필립 아벨슨넵투늄을 발견한 것을 시작으로 우라늄 너머의 원소들도 인공적으로 발견되었습니다.[75] 글렌 T. 시보그로렌스 버클리 국립 연구소(LBNL)의 그의 팀은 1941년 플루토늄을 시작으로 초우라늄 원소들을 계속 발견했고, 이전의 생각과 달리 악티늄 이후의 원소들이 전이 금속보다는 란타넘족의 동족체라는 것을 발견했습니다.[227] 바셋(1892), 베르너(1905), 프랑스의 기술자 샤를 자넷(1928)은 이전에 이것을 제안했지만, 그들의 아이디어는 일반적으로 받아들여지지 않았습니다.[20] 그래서 시보그는 그것들을 액티니드라고 불렀습니다.[227] 1955년까지 중성자나 알파입자 조사를 통해, 또는 99(아인슈타인)와 100(페르뮴)의 경우 핵폭발을 통해 101(멘델레비움이라는 이름)까지의 원소가 합성되었습니다.[75]

1960년대와 1970년대에 LBNL 팀(현재 알버트 기오르소가 이끄는)과 게오르기 플라이오로프가 이끄는 핵공동연구소(JINR)의 소련 과학자 팀 사이에 경쟁이 벌어지면서 102번부터 106번까지의 원소에 대한 중대한 논란이 일어났습니다. 각 팀은 발견을 주장했고, 어떤 경우에는 각자 원소 이름을 제안하여 수십 년 동안 지속된 원소 이름 짓기 논란을 일으켰습니다. 이 원소들은 광선 이온으로 악티니드를 폭격하여 만들어졌습니다.[228] IUPAC는 처음에는 합의가 이뤄질지 지켜보기를 선호하는 핸즈오프 방식을 채택했습니다. 하지만 냉전의 절정이기도 했기 때문에 이런 일은 일어나지 않을 것이 분명해졌습니다. 이와 같이, IUPAC와 국제 순수 응용 물리학 연합(IUPAP)은 발견 기준을 설정하기 위해 1985년에 트랜스페르미움 워킹 그룹(TWG, 페르미움은 원소 100)을 만들었고,[229] 1991년에 발표되었습니다.[230] 몇 가지 더 논란이 있은 후, 이 원소들은 1997년에 시보그를 기리기 위해 시보그(106)를 포함하여 최종 이름을 받았습니다.[231]

유리 오가네시안

TWG의 기준은 LBNL과 JINR, 그리고 독일(GSI)과 일본(Riken)의 연구소들의 나중의 원소 발견 주장을 중재하는 데 사용되었습니다.[232] 현재 발견 청구에 대한 고려는 IUPAC/IUPAP 공동 작업자에 의해 수행됩니다. 우선권이 부여된 후, 원소들은 공식적으로 주기율표에 추가되었고, 발견자들은 그들의 이름을 제안하기 위해 초대되었습니다.[19] 2016년까지 118개까지의 모든 원소에 대해 이러한 현상이 발생하여 주기율표의 첫 번째 7개 행이 완성되었습니다.[19][233] 106 이상의 원소들의 발견은 JINR의 유리 Oganessian에 의해 고안된 기술에 의해 가능해졌습니다: 차가운 핵융합(중이온에 의한 납과 비스무트의 폭격)은 1981-2004년 GSI에서 107번부터 112번까지의 원소들과 리켄에서 113번까지의 원소들의 발견을 가능하게 했습니다. 그리고 1998-2010년 JINR팀을 이끌어서 뜨거운 핵융합(칼슘 이온에 의한 악티니드의 폭격)을 이용하여 114~118번 원소를 발견했습니다.[234][235] 가장 무거운 원소인 Oganesson(118)은 Oganessian의 이름을 따서 명명되었습니다. 114번 원소는 그의 전임자이자 스승인 플라이오로프를 기리기 위해 플레로비움으로 명명되었습니다.[235]

유엔은 주기율표의 150주년을 기념하기 위해 2019년을 국제 주기율표의 해로 선포하고 "과학에서 가장 중요한 업적 중 하나"를 기념했습니다.[236] TWG가 설정한 발견 기준은 1991년에 예상하지 못했던 실험적, 이론적 진전에 대응하여 2020년에 업데이트되었습니다.[237] 오늘날 주기율표는 화학의 가장 눈에 띄는 아이콘 중 하나입니다.[81] IUPAC는 오늘날 주기율표와 관련된 많은 과정들과 관련이 있습니다: 새로운 원소들의 인식과 명명, 그룹 번호와 집합명의 추천, 원자량의 갱신.[19]

7교시 이후의 미래 연장

Dirac–Fock 계산을 사용하여 예측한 Z = 100 ~ 172인 원소의 최외곽 전자에 대한 에너지 고유값(eV). - 및 + 부호는 각각 스핀-궤도 분할로 인한 방위 양자수가 감소 또는 증가한 궤도를 의미합니다: p-는1/2 p, p+는3/2 p, d-는3/2 d, d+는5/2 d, f는5/27/2 f, g-는7/2 g입니다9/2.[238] Z = 120까지의 에너지 준위의 간격은 정상이고, Z = 157에서 다시 정상이 되며, 그 사이에는 매우 다른 상황이 관찰됩니다.

가장 최근에 명명된 원소들 – 니혼륨 (113), 모스코븀 (115), 테넨신 (117), 오가네손 (118) – 이 주기율표의 일곱 번째 행을 완성했습니다.[19] 미래의 요소는 여덟 번째 행을 시작해야 합니다. 이러한 원소는 원자 번호(예: "119 원소") 또는 1978년에 채택된 IUPAC 체계적인 원소 이름으로 지칭될 수 있으며, 이는 원자 번호와 직접 관련이 있습니다(예: 119 원소에 대한 "ununennium"은 라틴어 us "one", 그리스어 ennea "nine" 및 금속 원소에 대한 전통적인 -ium 접미사에서 파생됨).[19] 지금까지 그러한 요소를 합성하려는 모든 시도는 실패했습니다. 일본의 리켄 연구소에서는 2018년부터 119번 원소를 만들기 위한 시도가 계속되고 있습니다. 미국의 LBNL과 러시아의 JINR도 처음 몇 개의 기간 8 요소를 합성하기 위해 자체적으로 시도할 계획입니다.[240][241][242][243][244]

8번째 주기가 이전 주기들이 설정한 패턴을 따른다면, 그 순서대로 8s, 5g, 6f, 7d, 그리고 마지막으로 8p 서브셸을 채우는 50개의 원소를 포함할 것입니다. 그러나 이 시점에서 상대론적 효과는 마델룽 규칙에서 상당한 편차를 초래할 것입니다. 주기율표에서 결과를 보여주는 방법뿐만 아니라 8주기 원소의 구성에 대해서도 다양한 모델이 제시되었습니다. 모두가 8교시는 이전과 같이 시작해야 한다는 것에 동의합니다, 119와 120 두 개의 8대 원소들. 그러나 그 후 5g, 6f, 7d, 8p 서브쉘 사이에 거대한 에너지가 겹친다는 것은 이들이 모두 함께 채워지기 시작한다는 것을 의미하며, 구체적인 5g과 6f 시리즈를 어떻게 구분할 것인지는 명확하지 않습니다.[60][245][246][247][248] 따라서 원소 121~156은 전자 구성을 공식적으로 반영하기 위해 5g, 6f 및 기타 직렬로 배치되기도 했지만 표의 초기 부분에 있는 이전 그룹의 화학적 유사체와 잘 맞지 않습니다.[122][122] 에릭 세리는 확장된 주기율표가 이 지역의 마델룽 규칙의 실패를 고려해야 하는지, 아니면 그러한 예외를 무시해야 하는지에 대해 문제를 제기했습니다.[245] 이 시점에서 껍질 구조는 상당히 공식적일 수도 있습니다. 이미 유기체 원자의 전자 분포는 식별 가능한 껍질 구조 없이 다소 균일할 것으로 예상됩니다.[249]

원소 157부터 172까지의 상황은 정상으로 돌아와 이전 행을 더 연상시켜야 합니다.[239] 무거운 p-쉘은 스핀-궤도 상호작용에 의해 분할됩니다: 하나의 p-궤도(p1/2)는 더 안정화되고, 다른 두 개의 p는3/2 불안정화됩니다. (이와 같은 양자수의 변화는 모든 종류의 껍질에 대해 일어나지만, p-껍질의 순서에 가장 큰 차이를 만듭니다.) 원소 157에 의해, 총 4개의 전자를 가진 채워진 8개와 8개의1/2 껍질이 중심부로 가라앉았을 가능성이 높습니다. 코어를 넘어 다음 궤도는 비슷한 에너지에서 7d와 9s, 그리고 비슷한 에너지에서 9p와1/2 8p3/2, 그리고 큰 간격입니다.[239] 따라서 본질적으로 9s와 9p1/2 오비탈은 8s와 8p1/2 오비탈을 대체하므로 157-172번 원소는 아마도 3-18번 그룹과 화학적으로 유사할 것입니다. 예를 들어 164번 원소는 일반적인 패턴으로 14번 그룹에서 납보다 두 자리 아래에 나타나지만 대신 10번 그룹의 팔라듐과 매우 유사한 것으로 계산됩니다.[55][247][60][238][122] 따라서 118 다음 고귀한 원소에 도달하기 위해서는 50개가 아니라 54개의 원소가 필요합니다.[250] 그러나 157번부터 172번까지의 원소들의 화학에 대한 이러한 결론들은 일반적으로 모델들에 의해 동의되는 반면,[122][60] 주기율표가 화학적 유사성을 반영하도록 그려져야 하는지, 아니면 그것이 가능성 있는 공식적인 전자 배치를 반영해야 하는지에 대해서는 의견이 분분합니다. 이전 시기와 상당히 달라야 하고 출처 간에 합의되지 않았습니다. 따라서 8열의 형식에 대한 논의는 계속됩니다.[60][247][248][251]

원소 172를 넘어 계산이 복잡해지는 것은 1s 전자 에너지 레벨이 가상이 되기 때문입니다. 그러한 상황은 물리적 해석이 있고, 그 자체로 주기율표에 전자적 한계를 제기하지는 않지만, 그러한 상태를 다중 전자 계산에 통합하는 올바른 방법은 여전히 미해결 문제입니다. 이 문제는 이 시점을 넘어서서 주기율표의 구조를 계속 계산하려면 해결해야 할 것입니다.[252]

핵 안정성은 가능한 원소의 수를 제한하는 결정적인 요인이 될 것으로 보입니다. 그것은 양성자 사이의 전기적 반발력과 양성자와 중성자를 함께 묶는 강한 힘 사이의 균형에 달려 있습니다.[253] 양성자와 중성자는 전자와 마찬가지로 껍질에 배열되어 있으므로 닫힌 껍질은 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 알려진 슈퍼헤비핵은 이러한 껍질 폐쇄 때문에 존재하며, 아마도 114-126개의 양성자와 184개의 중성자가 있을 것입니다.[252] 그들은 아마도 예상보다 더 오래 지속되어야 하는 슈퍼헤비핵종이 예상되는 안정성의 섬에 가까울 것입니다. 섬에서 가장 오래 지속되는 핵종에 대한 예측은 마이크로초에서 수백만 년에 이릅니다.[251][254][255] 그럼에도 불구하고 이들은 본질적으로 핵종 도표의 알려지지 않은 부분에 대한 외삽이며, 체계적인 모델 불확실성을 고려해야 한다는 점에 유의해야 합니다.[251]

닫힌 껍질이 통과되면 안정화 효과가 사라집니다.[256] 따라서 184개 이상의 중성자를 가진 초중핵종은 10초−15 이내에 자발적으로 핵분열하면서 수명이 훨씬 짧을 것으로 예상됩니다. 그렇다면 화학 원소를 고려하는 것은 이치에 맞지 않습니다. IUPAC는 핵이 전자 구름을 모으는 데 필요한 시간인 10초−14 이상을 살 경우에만 존재하는 원소를 정의합니다. 그럼에도 불구하고, 반감기에 대한 이론적 추정은 매우 모델에 의존적이며, 수십 배에 걸쳐 다양합니다.[252] 양성자 사이의 극도의 반발은 거품, 고리 및 토리가 예상되는 이국적인 핵 위상을 초래할 것으로 예측됩니다. 이는 외삽을 더욱 복잡하게 만듭니다.[251] (이미 oganesson의 전자 포탄에 대해 예상되는 바와 같이) 뚜렷한 핵 포탄이 번질 것으로 예상되기 때문에 더 이상의 포탄 폐쇄가 존재하는지는 명확하지 않습니다.[256] 게다가, 나중에 포탄 폐쇄가 존재한다 하더라도, 그러한 무거운 원소들이 존재하도록 허용할지는 확실하지 않습니다.[257][258][259][170] 이와 같이 주기율표는 원소 120을 중심으로 사실상 끝이 날 수도 있는데, 원소가 너무 짧아 관측할 수 없게 되고, 그 다음에는 화학적 성질을 지니지 못하게 되기 때문입니다. 따라서 새로운 원소를 발견하는 시대는 거의 끝이 날 것입니다.[170][260] 126을 초과하는 또 다른 양성자 껍질 폐쇄가 존재하는 경우, 아마도 164년경에 발생할 것입니다.[257] 따라서 주기성이 다소 실패하는 영역은 껍질 폐쇄 사이의 불안정성 영역과 일치합니다.[122]

또는 쿼크 물질은 원자핵이 쿼크를 양성자와 중성자로 묶는 대신 자유롭게 위아래로 흐르는 것으로 구성된 높은 질량수에서 안정해질 수 있습니다. 이렇게 하면 섬 대신 안정의 대륙이 만들어질 것입니다.[261][262] 다른 효과들이 작용할 수도 있습니다: 예를 들어, 매우 무거운 원소에서 1s 전자는 상당한 시간을 핵에 가깝게 보낼 가능성이 있고 실제로 핵 안에 있기 때문에 전자 포획에 취약할 수 있습니다.[263]

8열 원소가 존재할 수 있다고 해도 그것을 생산하는 것은 어려울 것 같고, 원자번호가 올라갈수록 더욱 어려워져야 합니다.[264] 8s 소자 119와 120은 현재의 수단으로 도달할 수 있을 것으로 예상되지만, 그 이상의 소자는 생산이 가능하다면 새로운 기술이 필요할 것으로 예상됩니다.[265][266] 이러한 원소를 화학적으로 특성화하는 것도 큰 도전이 될 것입니다.[240]

대체 주기율표

오토 테오도르 벤페이의 나선형 주기율표(1964)

주기율은 여러 가지 방법으로 표현될 수 있으며, 그 중 표준 주기율표는 하나에 불과합니다.[267] 1869년 멘델레예프의 표가 등장한 지 100년 만에 에드워드 G. 마주스(Edward G. Majurs)는 주기율표의 약 700개의 다른 공개 버전을 수집했습니다.[173][268] 찰스 자넷(Charles Janet)의 왼쪽 계단 주기율표(아래 사진)와 멘델레예프(Mendelleev)의 원래 8열 배치의 현대화된 형태 등 많은 형태가 직사각형 구조를 유지하고 있습니다. 다른 주기율표 형식들은 나선형(오토 테오도르 벤페이의 오른쪽 그림), 원과 삼각형과 같은 훨씬 더 이국적인 모양을 하고 있습니다.[269]

대체 주기율표는 종종 기존 주기율표에서 분명하지 않은 원소의 화학적 또는 물리적 특성을 강조하거나 강조하기 위해 개발되며, 다른 주기율표는 양쪽 끝에서 화학이나 물리학을 강조하는 쪽으로 더 치우쳐 있습니다.[270] 단연코 가장 일반적으로 남아 있는 표준 양식은 중간 어딘가에 있습니다.[270]

주기율표의 다양한 형태는 주기율표의 최적 혹은 확정적인 형태가 있는지, 있다면 무엇이 될 수 있는지에 대한 질문을 촉발시켰습니다. 두 질문 중 어느 것에 대해서도 현재 합의된 답변이 없습니다.[271][270] 자넷의 왼쪽 계단 테이블은 최적의 또는 가장 기본적인 형태라는 후보로 점점 더 논의되고 있습니다. 세리는 이를 지지하는 글을 썼습니다. 헬륨이 s-블록 원소라는 특성을 분명히 하고, 모든 주기 길이가 반복됨으로써 규칙성을 증가시키기 때문입니다. 각각의 주기가 n+ℓ의 한 값에 대응하도록 하여 Madelung의 법칙을 충실히 따르고, 원자번호 3진법과 1열 이상 추세를 규칙화합니다. 그는 화학적 관점에서 헬륨을 알칼리 토금속 위에 배치하는 것이 단점으로 보일 수 있다고 지적하는 반면, 주기율표가 "양자역학을 근본적으로 감소시킨다"고 지적하면서 1열 변칙에 호소함으로써 이를 반박합니다. 그리고 그것은 거시적인 특성보다는 "abstract 원소"와 따라서 원자적인 특성에 관심이 있다는 것입니다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6 1 2
1s H
2s 있다
2개 3s B C N O F Mg
3p 포스 P S 아르 K
3d 4개 5s 스크 V Cr Mn CU Zn ~하듯이 브르 크르 Rb 스르
4d 5개 6s Y Zr Nb Tc Rh PD 아그 Cd Sn Sb I Xe Cs
4f 5d 6p 7s 프르 Nd 피엠 스엠 에우 그디 Tb 다이 음.정말 Tm 이브 Hf W 오스 Pt 아우 흐그 Tl 피비 Rn 프르
5f 6d 7p 팔분의 일 아크 U Np 씨엠 Bk cf 에스 에프엠 Md 아니요. Lr 알프 db Sg Bh Ds Rg 씨엔 Lv 오그 우에 우반
f-블록의 디블록 p블록 s블록의
이 주기율표의 형태는 왼쪽 여백(위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로 읽음)의 수반되는 순서에서 볼 수 있듯이 전자껍질이 마델룽 규칙에 따라 이상적으로 채워지는 순서와 일치합니다. 실험적으로 결정된 요소의 접지 상태 전자 구성은 20개의 경우에서 마델룽 규칙에 의해 예측된 구성과 다르지만 마델룽이 예측한 구성은 항상 적어도 접지 상태에 가깝습니다. 마지막으로 표시된 두 원소 119와 120은 아직 합성되지 않았습니다.

참고 항목

메모들

  1. ^ a b c 자연 원소가 얼마나 많은가 하는 문제는 상당히 복잡하고 완전히 해결되지 않습니다. 지구에서 대량으로 발생하는 가장 무거운 원소는 92번 원소인 우라늄입니다. 그러나 우라늄은 자연계에서 자발적인 핵분열을 할 수 있고, 그 결과 생성된 중성자는 다른 우라늄 원자에 부딪힐 수 있습니다. 중성자 포획이 일어나면 베타 붕괴를 통해 93번과 94번, 넵투늄과 플루토늄이 생성됩니다.[28] 사실 이들은 92번의 원소 중 프로메튬, 아스타틴, 프랑슘과 같은 가장 희귀한 원소들보다 더 흔합니다. (지구 지각의 원소 존재비 참조) 이론적으로, 생성된 플루토늄에 중성자를 포획하면 더 높은 수의 원소가 생성될 수 있지만, 그 양이 너무 적어 관측할 수 없을 것입니다.[28] 초기 태양계에서 수명이 짧은 원소들은 아직 부패하지 않았고, 그 결과 94개 이상의 자연적으로 존재하는 원소들이 있었습니다. 퀴륨(96번 원소)은 94번 원소를 넘어 가장 오래 생존한 원소로, 지금도 우주선을 통해 지구로 유입되고 있을 것으로 보이지만 아직 발견되지는 않았습니다.[28] 프시빌스키의 별에서 99개(아인슈타인)까지의 원소가 관측되었습니다.[29] 가봉 오클로 광산자연 핵분열 원자로에서는 최대 100개(페르뮴)의 원소가 발생했을 것으로 추정되지만, 붕괴된 지 오래입니다.[6] 무거운 원소는 초신성이나 중성자별 결합을 통해 r-과정에서 생성될 수 있지만 이는 확인되지 않았습니다. 이들이 100을 넘어 어디까지 연장되고 얼마나 오래 지속될지는 명확하지 않습니다. 계산에 따르면 약 280에서 290 정도의 질량을 가진 핵종이 r-과정에서 형성되지만 자발적인 핵분열을 겪는 핵종으로 빠르게 베타 붕괴되어 생성된 슈퍼헤비핵종의 99.9%가 한 달 안에 붕괴됩니다.[30] 대신 그것들이 충분히 오래 살았다면, 그것들은 비슷하게 우주선을 통해 지구로 올 수 있었지만, 다시 발견된 것은 없었습니다.[28]
  2. ^ 예를 들어 시그마-알드리치에서 판매하는 주기율표 포스터를 참조하십시오.
  3. ^ 현재 안정하다고 여겨지는 일부 동위 원소들은 이론적으로 매우 긴 반감기를 가진 방사성일 것으로 예상됩니다. 예를 들어 62번 원소(사마륨), 63번 원소(유로퓸), 67번 원소(홀뮴) 이후의 모든 안정 동위 원소들은 알파 붕괴 또는 이중 베타 붕괴를 겪을 것으로 예상됩니다. 그러나 예측된 반감기는 매우 길고(예: Hg의 바닥 상태로의 Pb의 알파 붕괴는 반감기가 10년120 이상일 것으로 예상됨), 붕괴는 관찰된 적이 없습니다.[32][33]
  4. ^ 플루토늄의 가장 안정한 동위 원소의 반감기는 원초 원소가 되어야 할 정도로 충분히 깁니다. 1971년의 연구에서는 원시 플루토늄을 검출했다고 [34]주장했지만, 2012년의 보다 최근의 연구에서는 검출할 수 없었습니다.[35]
  5. ^ 미세한 플루토늄의 흔적도 우주선을 통해 지속적으로 지구로 운반됩니다.[36]
  6. ^ 엄밀하게 말하면, 전자가 그 안에 있다는 것이 보장되도록 궤도를 그릴 수는 없지만, 예를 들어 90%의 확률을 보장하기 위해 그릴 수 있습니다.[42]
  7. ^ 2~4개의 전자가 제거되면 일반적으로 d와 f궤도는 전자보다 에너지가 낮아집니다.[53]
    1s ≪ 2s < 2p ≪ 3s < 3p ≪ 3d < 4s < 4p ≪ 4d < 5s < 5p ≪ 4f < 5d < 6s < 6p ≪ 5f < 6d < 7s < 7p ≪ ...
    그리고 극도로 전하를 띤 이온의 한계에서 궤도는 단순히 n이 증가하는 순서로 채워집니다. 높은 전하를 띤 이온(n이 증가하는)과 중성 원자(마델룽의 법칙)의 한계 상황 사이에 점진적인 전환이 있습니다.[46] 예를 들어, 제논 코어 외부의 55번째 전자에 대한 에너지 순서는 세슘의 등전자계열(55개 전자)에서 다음과 같이 진행됩니다.[54]
    Cs0: 6s < 6p < 5d < 7s < 4f
    Ba+: 6s < 5d < 6p < 7s < 4f
    La2+: 5d < 4f < 6s < 6p < 7s
    Ce3+: 4f < 5d < 6s < 6p < 7s
    그리고 홀뮴(67개의 전자)의 등전자계열에서, Ho0 원자는 [Xe]4f6s이지만112, Er은+ [Xe]4f6s이고121, Tm부터2+7+ W는 [Xe]4f이며13, Reon부터8+ 수소 순서에 따른 구성은 [Cd]4f5p입니다145.[55][56]
    또한, 각 ≪ 사이의 궤도의 순서는 각 주기 동안 다소 바뀝니다. 예를 들어, 아르곤과 칼륨의 순서는 3p ≪ 4s < 4p ≪ 3d, 칼슘에 의해 3p ≪ 4s < 3d < 4p, 스칸듐에서 구리까지 3p ≪ 3d < 4p, 아연에서 크립톤까지 3p < 3d ≪ 4s < 4p, 갈륨에서 d-궤도가 중심부로 떨어지면서 3p < 3d 4 4s < 4p입니다. 따라서 무거운 원자에 깊게 묻혀 있는 코어 껍질은 수소 순서에 더 가까워집니다: 오스뮴 주변(Z = 76) 4f는 5p 아래로 떨어지고 비스무트 주변(Z = 83) 4f도 5s 아래로 떨어집니다.
  8. ^ 사실, 전자 배치는 1차 근사치를 나타냅니다: 원자는 실제로 여러 배치의 중첩으로 존재하고 원자 내의 전자는 구별할 수 없습니다.[14] d-블록과 f-블록의 원소는 작은 에너지로 분리된 다중 구성을 가지며 화학적 환경에 따라 구성을 변경할 수 있습니다.[53] 발견되지 않은 일부 g-block 요소에서는 구성의 혼합이 매우 중요해져서 더 이상 단일 구성으로 결과를 잘 설명할 수 없을 것으로 예측됩니다.[60]
  9. ^ 니혼륨의 6차원 궤도를 원자가 궤도로 사용할 화합물이 이론적으로 연구되었지만 모두 너무 불안정하여 관측할 수 없을 것으로 예상됩니다.[71]
  10. ^ 그럼에도 불구하고 p-블록 요소의 속성은 후속 s-블록 요소에 영향을 미칩니다. 나트륨의 3s 껍질은 카이노사이믹 2p 코어 위에 있지만 칼륨의 4s 껍질은 훨씬 더 큰 3p 코어 위에 있습니다. 따라서 칼륨 원자가 나트륨 원자보다 클 것으로 이미 예상했지만 크기 차이는 평소보다 큽니다.[96]
  11. ^ 저급 산화물도 많습니다: 예를 들어, 그룹 15의 PO23 PO25 두 가지 산화물을 형성합니다.[107]
  12. ^ 일반적으로3 "금지된" 중간3 2−산화 상태는 [ClGa–GaCl](+2 산화 상태의 갈륨) 또는 SF210(+5 산화 상태의 황)과 같이 이량체를 형성함으로써 안정화될 수 있습니다.[132] 이러한 중간 산화 상태에 있는 것으로 보이는 일부 화합물은 실제로 SbO24 같이 Sb(III)와 Sb(V)를 모두 포함하는 혼합가 화합물입니다.[133]
  13. ^ 이온결합과 공유결합처럼 분산력과 금속결합의 경계는 점진적입니다. 특징적인 금속 특성은 작은 수은 클러스터에서는 나타나지 않지만 큰 수은 클러스터에서는 나타납니다.[143]
  14. ^ 이 모든 것은 표준 압력에서의 상황을 설명합니다. 충분히 높은 압력 하에서 고체가 0으로 떨어지고 금속화가 발생하는 밴드 갭이 발생합니다. 따라서 예를 들어 약 170 kbar에서 요오드는 금속이 되며,[144] 금속성 수소는 약 4백만 기압에서 형성되어야 합니다.[146] 모든 비금속에 대한 값은 금속화 압력을 참조하십시오.
  15. ^ 요소에 의해 형성된 구조에 대한 설명은 Greenwood와 Earnshaw 전체에서 찾아볼 수 있습니다. 두 가지 경계선 사례가 있습니다. 비소의 가장 안정한 형태는 금속과 같이 전기가 통하지만, 안티몬과 비스무트의 유사한 구조보다 결합이 가장 가까운 이웃에 훨씬 더 국한되어 있고,[149] 일반 금속과 달리 액체 범위가 긴 것이 아니라 서브라임을 가지고 있습니다. 따라서 구조는 네트워크 공유로 더 잘 처리됩니다.[150] 흑연으로서의 탄소는 평면과 평행한 금속 전도를 보여주지만 그에 수직인 반도체입니다. 일부 계산에서는 코페르니슘과 플로르비움이 비금속일 것으로 예측하지만,[151][152] 이들에 대한 가장 최근의 실험은 이들이 금속임을 시사합니다.[153][154][155] 아스타틴은 표준 조건에서 금속화되도록 [156]계산되므로 아마도 테니스틴도 마찬가지일 것입니다.[157]
  16. ^ 요소의 녹는점(데이터 페이지)을 참조하십시오. 프랑슘의 경우도 마찬가지일 것입니다만, 극도의 불안정성 때문에 이것은 실험적으로 확인된 적이 없습니다. 코페르니슘과 플레로븀은 수은과 비슷한 [151][152]액체일 것으로 예상되며, 실험적 증거로는 금속임을 시사합니다.[153][154][155]
  17. ^ a b 메탈로이드 목록 참조. 예를 들어, 미국 화학 협회에서 사용하는 주기율표에는 준금속으로 폴로늄이 포함되어 있지만 영국 왕립 화학 협회에서 사용하는 주기율표에는 포함되어 있지 않으며, æ 브리태니커 백과사전에 포함된 것은 준금속이나 준금속을 전혀 언급하지 않습니다. 한 작품 내에서도 분류가 변경될 수 있습니다. 예를 들어, Sherwin and Weston's Chemistry of the Non-Metal Elements (1966)는 7쪽에 안티몬을 비금속으로 분류하는 주기율표를 가지고 있지만 115쪽에서는 금속이라고 불립니다.[171]
  18. ^ 전이금속을 참조하십시오.
  19. ^ Demkov and Ostrovsky consider the potential where and are constant parameters; this approaches a Coulomb potential for small . v = = R N (N+ 1) v = v_{N} = {\frac {1}{4}}R^{2}N(N+1)}을 만족할 때, N = n + l {\displaystyle N = n+l} 이 전위에 대한 슈뢰딩거 방정식에 대한 제로 에너지 솔루션은 게겐바우어 다항식으로 해석적으로 설명될 수 있습니다. 이(가) 이러한 값을 각각 통과하면 해당 이 N 인 모든 상태를 포함하는 매니폴드가 0 에너지에서 발생한 다음 바인딩되어 마델룽 순서를 복구합니다. 섭동 이론적 고려는 작은 n 을 갖는 상태가 더 낮은 에너지를 가지며, s- orbit( = {\ l= 0})이 다음 n + l {\displaystyle n+l} 그룹에 접근하는 에너지를 가짐을 보여줍니다.
  20. ^ 예를 들어, 초기 악티니드는 기체상에서 d-블록과 같은 구성을 갖는 것은 악티늄과 토륨뿐이지만, 높은 산화 상태를 향한 경향이 악티늄에서 우라늄에 이르기까지 d-블록 전이 금속과 더 유사하게 계속 행동합니다. f-전자는 이미 프로탁티늄에 나타납니다.[104] [Rn]5f6d7s라는312 우라늄의 실제 구성은 사실 Hund가 란타넘족에 대해 가정한 것과 유사하지만, 우라늄은 4가 또는 6가를 선호하는 3가 상태를 선호하지 않습니다.[55] 반면에, 악티니드에 대한 란타넘과 같은 구성은 플루토늄에서 시작되지만, 란타넘과 같은 행동으로의 전환은 큐륨에서만 분명합니다: 우라늄과 큐륨 사이의 원소는 전이 금속과 같은 행동에서 란타넘과 같은 행동으로의 전환을 형성합니다.[104] 따라서 화학적 행동과 전자 배치는 정확히 일치하지 않습니다.[104]
  21. ^ 테크네튬, 프로메튬, 아스타틴, 넵투늄, 플루토늄 등은 아주 작은 흔적이지만 결국 자연계에서도 발견되었습니다. 화학 원소 발견 연대표를 참조하십시오.

참고문헌

  1. ^ Meija, Juris; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; et al. (4 May 2022). "Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. doi:10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
  3. ^ 원소 0(즉, 중성자로만 구성된 물질)은 를 들어 화학 은하의 몇 가지 대체 표현에 포함되어 있습니다. 참조
  4. ^ Greenwood & Earnshaw, 24-27쪽
  5. ^ 그레이, 6쪽
  6. ^ a b Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z guide to the elements (New ed.). New York, NY: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
  7. ^ Silva, Robert J. (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium and Lawrencium". In Morss, L. R.; Edelstein, N. M.; Fuger, J. (eds.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd ed.). Dordrecht: Springer Science+Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.
  8. ^ a b c d e f g h Connelly, N. G.; Damhus, T.; Hartshorn, R. M.; Hutton, A. T. (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005 (PDF). RSC Publishing. p. 51. ISBN 978-0-85404-438-2. Archived (PDF) from the original on 23 November 2018. Retrieved 26 November 2018.
  9. ^ a b c d e f g h i Fluck, E. (1988). "New Notations in the Periodic Table" (PDF). Pure Appl. Chem. 60 (3): 431–436. doi:10.1351/pac198860030431. S2CID 96704008. Archived (PDF) from the original on 25 March 2012. Retrieved 24 March 2012.
  10. ^ a b c d e f Scerri, Eric (18 January 2021). "Provisional Report on Discussions on Group 3 of the Periodic Table" (PDF). Chemistry International. 43 (1): 31–34. doi:10.1515/ci-2021-0115. S2CID 231694898. Archived (PDF) from the original on 13 April 2021. Retrieved 9 April 2021.
  11. ^ a b c d e f g h i William B. Jensen (1982). "The Positions of Lanthanum (Actinium) and Lutetium (Lawrencium) in the Periodic Table". J. Chem. Educ. 59 (8): 634–636. Bibcode:1982JChEd..59..634J. doi:10.1021/ed059p634.
  12. ^ a b c L. D. Landau, E. M. Lifshitz (1958). Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory. Vol. 3 (1st ed.). Pergamon Press. pp. 256–7.
  13. ^ a b c d e Jensen, William B. (2015). "The positions of lanthanum (actinium) and lutetium (lawrencium) in the periodic table: an update". Foundations of Chemistry. 17: 23–31. doi:10.1007/s10698-015-9216-1. S2CID 98624395. Archived from the original on 30 January 2021. Retrieved 28 January 2021.
  14. ^ a b c Scerri, Eric (2009). "Which Elements Belong in Group 3?". Journal of Chemical Education. 86 (10): 1188. doi:10.1021/ed086p1188. Retrieved 1 January 2023.
  15. ^ a b Chemey, Alexander T.; Albrecht-Schmitt, Thomas E. (2019). "Evolution of the periodic table through the synthesis of new elements". Radiochimica Acta. 107 (9–11): 1–31. doi:10.1515/ract-2018-3082.
  16. ^ a b c d e f g h i j Petrucci et al., p. 331
  17. ^ Pfeiffer, Paul (1920). "Die Befruchtung der Chemie durch die Röntgenstrahlenphysik". Naturwissenschaften (in German). 8 (50): 984–991. Bibcode:1920NW......8..984P. doi:10.1007/BF02448807. S2CID 7071495.
  18. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Gonick, First; Criddle, Craig (2005). The Cartoon Guide to Chemistry. Collins. pp. 17–65. ISBN 0-06-093677-0.
  19. ^ a b c d e f g h i j k l m n "Periodic Table of Elements". iupac.org. IUPAC. 2021. Archived from the original on 10 April 2016. Retrieved 3 April 2021.
  20. ^ a b c d e f g h i Thyssen, P.; Binnemans, K. (2011). "Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table: A Historical Analysis". In Gschneidner, K. A. Jr.; Bünzli, J-C.G; Vecharsky, Bünzli (eds.). Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Vol. 41. Amsterdam: Elsevier. pp. 1–93. doi:10.1016/B978-0-444-53590-0.00001-7. ISBN 978-0-444-53590-0.
  21. ^ Scerri, p. 375
  22. ^ a b "The constitution of group 3 of the periodic table". IUPAC. 2015. Archived from the original on 5 July 2016. Retrieved 30 July 2016.
  23. ^ Feynman, Richard; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (1964). "2. The Relation of Wave and Particle Viewpoints". The Feynman Lectures on Physics. Vol. 3. Addison–Wesley. ISBN 0-201-02115-3. Archived from the original on 19 October 2021. Retrieved 15 August 2021.
  24. ^ a b c Feynman, Richard; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (1964). "2. Basic Physics". The Feynman Lectures on Physics. Vol. 1. Addison–Wesley. ISBN 0-201-02115-3. Archived from the original on 28 March 2014. Retrieved 15 August 2021.
  25. ^ IUPAC, 화학 용어 해설서, 2ded. ("Gold Book") (1997). 온라인 수정 버전: (2006–) "원자번호". doi:10.1351/goldbook.A00499
  26. ^ IUPAC, 화학 용어 해설서, 2ded. ("Gold Book") (1997). 온라인 수정 버전: (2006–) "Chemical element". doi:10.1351/goldbook.C01022
  27. ^ "Standard Atomic Weights". Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. International Union of Pure and Applied Chemistry. 2019. Archived from the original on 8 August 2020. Retrieved 7 February 2021.
  28. ^ a b c d e Thornton, Brett F.; Burdette, Shawn C. (2019). "Neutron stardust and the elements of Earth". Nature Chemistry. 11 (1): 4–10. Bibcode:2019NatCh..11....4T. doi:10.1038/s41557-018-0190-9. PMID 30552435. S2CID 54632815. Archived from the original on 14 August 2021. Retrieved 19 February 2022.
  29. ^ Gopka, V.F.; Yushchenko, A.V.; Yushchenko, V.A.; Panov, I.V.; Kim, Ch. (15 May 2008). "Identification of absorption lines of short half-life actinides in the spectrum of Przybylski's star (HD 101065)". Kinematics and Physics of Celestial Bodies. 24 (2): 89–98. Bibcode:2008KPCB...24...89G. doi:10.3103/S0884591308020049. S2CID 120526363.
  30. ^ Panov, I.V. (2017). "Formation of Superheavy Elements in Nature". Physics of Atomic Nuclei. 81 (1): 57–65. doi:10.1134/S1063778818010167. S2CID 125149409.
  31. ^ Marcillac, Pierre de; Noël Coron; Gérard Dambier; Jacques Leblanc; Jean-Pierre Moalic (April 2003). "Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth". Nature. 422 (6934): 876–878. Bibcode:2003Natur.422..876D. doi:10.1038/nature01541. PMID 12712201. S2CID 4415582.
  32. ^ Belli, P.; Bernabei, R.; Danevich, F. A.; et al. (2019). "Experimental searches for rare alpha and beta decays". European Physical Journal A. 55 (8): 140–1–140–7. arXiv:1908.11458. Bibcode:2019EPJA...55..140B. doi:10.1140/epja/i2019-12823-2. ISSN 1434-601X. S2CID 201664098.
  33. ^ Tretyak, V.I.; Zdesenko, Yu.G. (2002). "Tables of Double Beta Decay Data — An Update". At. Data Nucl. Data Tables. 80 (1): 83–116. Bibcode:2002ADNDT..80...83T. doi:10.1006/adnd.2001.0873.
  34. ^ Hoffman, D. C.; Lawrence, F. O.; Mewherter, J. L.; Rourke, F. M. (1971). "Detection of Plutonium-244 in Nature". Nature. 234 (5325): 132–134. Bibcode:1971Natur.234..132H. doi:10.1038/234132a0. S2CID 4283169.
  35. ^ Lachner, J.; et al. (2012). "Attempt to detect primordial 244Pu on Earth". Physical Review C. 85 (1): 015801. Bibcode:2012PhRvC..85a5801L. doi:10.1103/PhysRevC.85.015801.
  36. ^ Wallner, A.; Faestermann, T.; Feige, J.; Feldstein, C.; Knie, K.; Korschinek, G.; et al. (2015). "Abundance of live 244Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis". Nature Communications. 6: 5956. arXiv:1509.08054. Bibcode:2015NatCo...6.5956W. doi:10.1038/ncomms6956. ISSN 2041-1723. PMC 4309418. PMID 25601158.
  37. ^ a b Scerri, p. 17
  38. ^ "periodic law". Merriam-Webster.com Dictionary. Retrieved 29 March 2021.
  39. ^ a b c Jensen, William B. (2009). "Misapplying the Periodic Law". Journal of Chemical Education. 86 (10): 1186. Bibcode:2009JChEd..86.1186J. doi:10.1021/ed086p1186.
  40. ^ a b c d e f g h i j k Feynman, Richard; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (1964). "19. The Hydrogen Atom and The Periodic Table". The Feynman Lectures on Physics. Vol. 3. Addison–Wesley. ISBN 0-201-02115-3. Archived from the original on 19 October 2021. Retrieved 15 August 2021.
  41. ^ Petrucci et al., p. 323
  42. ^ Petrucci et al., p. 306
  43. ^ Petrucci et al., p. 322
  44. ^ Ball, David W.; Key, Jessie A. (2011). Introductory Chemistry (1st Canadian ed.). Vancouver, British Columbia: BC Campus (opentextbc.ca). ISBN 978-1-77420-003-2. Archived from the original on 15 August 2021. Retrieved 15 August 2021.
  45. ^ "Electron Configurations". www.chem.fsu.edu. Florida State University. 6 May 2020. Archived from the original on 6 May 2022. Retrieved 17 April 2022.
  46. ^ a b c d Goudsmit, S. A.; Richards, Paul I. (1964). "The Order of Electron Shells in Ionized Atoms" (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. 51 (4): 664–671 (with correction on p 906). Bibcode:1964PNAS...51..664G. doi:10.1073/pnas.51.4.664. PMC 300183. PMID 16591167. Archived (PDF) from the original on 10 October 2017. Retrieved 15 August 2021.
  47. ^ Jolly, William L. (1984). Modern Inorganic Chemistry (1st ed.). McGraw-Hill. pp. 10–12. ISBN 0-07-032760-2.
  48. ^ a b c d e Ostrovsky, V. N. (May 2001). "What and How Physics Contributes to Understanding the Periodic Law". Foundations of Chemistry. 3 (2): 145–181. doi:10.1023/A:1011476405933. S2CID 15679915.
  49. ^ a b Ostrovsky, V. N. (1981). "Dynamic symmetry of atomic potential". Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics. 14 (23): 4425–4439. Bibcode:1981JPhB...14.4425O. doi:10.1088/0022-3700/14/23/008.
  50. ^ a b Wong, D. Pan (1979). "Theoretical justification of Madelung's rule". J. Chem. Educ. 56 (11): 714–718. Bibcode:1979JChEd..56..714W. doi:10.1021/ed056p714.
  51. ^ a b c Petrucci et al., p. 328
  52. ^ a b Cao, Changsu; Vernon, René E.; Schwarz, W. H. Eugen; Li, Jun (6 January 2021). "Understanding Periodic and Non-periodic Chemistry in Periodic Tables". Frontiers in Chemistry. 8 (813): 813. Bibcode:2021FrCh....8..813S. doi:10.3389/fchem.2020.00813. PMC 7818537. PMID 33490030.
  53. ^ a b c d e f g Jørgensen, Christian (1973). "The Loose Connection between Electron Configuration and the Chemical Behavior of the Heavy Elements (Transuranics)". Angewandte Chemie International Edition. 12 (1): 12–19. doi:10.1002/anie.197300121.
  54. ^ a b El'yashevich, M. A. (1953). Spectra of the Rare Earths. Moscow: State Publishing House of Technical-Theoretical Literature. pp. 382, 397.
  55. ^ a b c d e f Jørgensen, Christian Klixbüll (1988). "Influence of Rare Earths on Chemical Understanding and Classification". In Gschneidner Jr., Karl A.; Eyring, Leroy (eds.). Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Vol. 11. Elsevier. pp. 197–292. ISBN 978-0-444-87080-3.
  56. ^ NIST (2023). "NIST Atomic Spectra Database: Ionization Energies Data: All Ho-like". nist.gov. NIST. Retrieved 5 January 2024.
  57. ^ Tossell, J.A. (1 November 1977). "Theoretical studies of valence orbital binding energies in solid zinc sulfide, zinc oxide, and zinc fluoride". Inorganic Chemistry. 16 (11): 2944–2949. doi:10.1021/ic50177a056.
  58. ^ a b c d e f g h i j Keeler, James; Wothers, Peter (2014). Chemical Structure and Reactivity (2nd ed.). Oxford University Press. pp. 257–260. ISBN 978-0-19-9604135.
  59. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y Jensen, William B. (2000). "The Periodic Law and Table" (PDF). Archived from the original (PDF) on 10 November 2020. Retrieved 10 December 2022.
  60. ^ a b c d e Nefedov, V.I.; Trzhaskovskaya, M.B.; Yarzhemskii, V.G. (2006). "Electronic Configurations and the Periodic Table for Superheavy Elements" (PDF). Doklady Physical Chemistry. 408 (2): 149–151. doi:10.1134/S0012501606060029. ISSN 0012-5016. S2CID 95738861. Archived (PDF) from the original on 13 October 2016. Retrieved 15 August 2021.
  61. ^ Wulfsberg, p. 27
  62. ^ a b Petrucci et al., pp. 326–7
  63. ^ Farberovich, O. V.; Kurganskii, S. I.; Domashevskaya, E. P. (1980). "Problems of the OPW Method. II. Calculation of the Band Structure of ZnS and CdS". Physica Status Solidi B. 97 (2): 631–640. Bibcode:1980PSSBR..97..631F. doi:10.1002/pssb.2220970230.
  64. ^ a b c d e Hamilton, David C. (1965). "Position of Lanthanum in the Periodic Table". American Journal of Physics. 33 (8): 637–640. Bibcode:1965AmJPh..33..637H. doi:10.1119/1.1972042.
  65. ^ a b c Jensen, W. B. (2015). "Some Comments on the Position of Lawrencium in the Periodic Table" (PDF). Archived from the original (PDF) on 23 December 2015. Retrieved 20 September 2015.
  66. ^ Wang, Fan; Le-Min, Li (2002). "镧系元素 4f 轨道在成键中的作用的理论研究" [Theoretical Study on the Role of Lanthanide 4f Orbitals in Bonding]. Acta Chimica Sinica (in Chinese). 62 (8): 1379–84.
  67. ^ Xu, Wei; Ji, Wen-Xin; Qiu, Yi-Xiang; Schwarz, W. H. Eugen; Wang, Shu-Guang (2013). "On structure and bonding of lanthanoid trifluorides LnF3 (Ln = La to Lu)". Physical Chemistry Chemical Physics. 2013 (15): 7839–47. Bibcode:2013PCCP...15.7839X. doi:10.1039/C3CP50717C. PMID 23598823.
  68. ^ Chi, Chaoxian; Pan, Sudip; Jin, Jiaye; Meng, Luyan; Luo, Mingbiao; Zhao, Lili; Zhou, Mingfei; Frenking, Gernot (2019). "Octacarbonyl Ion Complexes of Actinides [An(CO)8]+/− (An=Th, U) and the Role of f Orbitals in Metal–Ligand Bonding". Chem. Eur. J. 25 (50): 11772–11784. doi:10.1002/chem.201902625. PMC 6772027. PMID 31276242.
  69. ^ Singh, Prabhakar P. (1994). "Relativistic effects in mercury: Atom, clusters, and bulk". Physical Review B. 49 (7): 4954–4958. Bibcode:1994PhRvB..49.4954S. doi:10.1103/PhysRevB.49.4954. PMID 10011429.
  70. ^ Hu, Shu-Xian; Zou, Wenli (23 September 2021). "Stable copernicium hexafluoride (CnF6) with an oxidation state of VI+". Physical Chemistry Chemical Physics. 2022 (24): 321–325. Bibcode:2021PCCP...24..321H. doi:10.1039/D1CP04360A. PMID 34889909.
  71. ^ Seth, Michael; Schwerdtfeger, Peter; Fægri, Knut (1999). "The chemistry of superheavy elements. III. Theoretical studies on element 113 compounds". Journal of Chemical Physics. 111 (14): 6422–6433. Bibcode:1999JChPh.111.6422S. doi:10.1063/1.480168. S2CID 41854842.
  72. ^ Kelley, Morgan P.; Deblonde, Gauthier J.-P.; Su, Jing; Booth, Corwin H.; Abergel, Rebecca J.; Batista, Enrique R.; Yang, Ping (2018). "Bond Covalency and Oxidation State of Actinide Ions Complexed with Therapeutic Chelating Agent 3,4,3-LI(1,2-HOPO)". Inorganic Chemistry. 57 (9): 5352–5363. doi:10.1021/acs.inorgchem.8b00345. OSTI 1458511. PMID 29624372.
  73. ^ Johansson, B.; Abuja, R.; Eriksson, O.; et al. (1995). "Anomalous fcc crystal structure of thorium metal". Physical Review Letters. 75 (2): 280–283. Bibcode:1995PhRvL..75..280J. doi:10.1103/PhysRevLett.75.280. PMID 10059654.
  74. ^ Xu, Wen-Hua; Pyykkö, Pekka (8 June 2016). "Is the chemistry of lawrencium peculiar". Phys. Chem. Chem. Phys. 2016 (18): 17351–5. Bibcode:2016PCCP...1817351X. doi:10.1039/c6cp02706g. hdl:10138/224395. PMID 27314425. S2CID 31224634. Retrieved 24 April 2017.
  75. ^ a b c Scerri, p. 354–6
  76. ^ Oganessian, Yu.Ts.; Abdullin, F.Sh.; Bailey, P.D.; Benker, D.E.; Bennett, M.E.; Dmitriev, S.N.; et al. (2010). "Synthesis of a new element with atomic number Z = 117". Physical Review Letters. 104 (14): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. PMID 20481935. S2CID 3263480.
  77. ^ Oganessian, Yu. T.; et al. (2002). "Results from the first 249
    Cf
    +48
    Ca
    experiment"
    (PDF). JINR Communication. Archived from the original (PDF) on 13 December 2004. Retrieved 13 June 2009.
  78. ^ a b "IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118". IUPAC. 30 November 2016. Archived from the original on 30 November 2016. Retrieved 1 December 2016.
  79. ^ National Institute of Standards and Technology (NIST) (August 2019). "Periodic Table of the Elements". NIST. Archived from the original on 8 February 2021. Retrieved 7 February 2021.
  80. ^ Fricke, B. (1975). Dunitz, J. D. (ed.). "Superheavy elements a prediction of their chemical and physical properties". Structure and Bonding. Berlin: Springer-Verlag. 21: 89–144. doi:10.1007/BFb0116496. ISBN 978-3-540-07109-9.
  81. ^ a b c Lemonick, Sam (2019). "The periodic table is an icon. But chemists still can't agree on how to arrange it". C&EN News. Archived from the original on 28 January 2021. Retrieved 16 December 2020.
  82. ^ a b 그레이, 12페이지
  83. ^ a b c d e Vlasov, L.; Trifonov, D. (1970). 107 Stories About Chemistry. Translated by Sobolev, D. Mir Publishers. pp. 23–27. ISBN 978-0-8285-5067-3.
  84. ^ a b c d e Rayner-Canham, Geoffrey (2020). The Periodic Table: Past, Present, Future. World Scientific. pp. 53–70, 85–102. ISBN 978-981-12-1850-7.
  85. ^ Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Organic Chemistry (1st ed.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
  86. ^ Seaborg, G. (1945). "The chemical and radioactive properties of the heavy elements". Chemical & Engineering News. 23 (23): 2190–93. doi:10.1021/cen-v023n023.p2190.
  87. ^ a b Kaesz, Herb; Atkins, Peter (2009). "A Central Position for Hydrogen in the Periodic Table". Chemistry International. 25 (6): 14. doi:10.1515/ci.2003.25.6.14.
  88. ^ a b Greenwood & Earnshaw, 책 전체에 걸쳐
  89. ^ Scerri, Eric (2004). "The Placement of Hydrogen in the Periodic Table". Chemistry International. 26 (3): 21–22. doi:10.1515/ci.2004.26.3.21. Retrieved 1 January 2023.
  90. ^ a b Thyssen, Pieter; Ceulemans, Arnout (2017). Shattered Symmetry: Group Theory from the Eightfold Way to the Periodic Table. Oxford University Press. pp. 336, 360–381. ISBN 978-0-19-061139-2.
  91. ^ Kurushkin, Mikhail (2020). "Helium's placement in the Periodic Table from a crystal structure viewpoint". IUCrJ. 7 (4): 577–578. doi:10.1107/S2052252520007769. PMC 7340260. PMID 32695406. Archived from the original on 19 October 2021. Retrieved 19 June 2020.
  92. ^ a b c d Scerri, pp. 392−401
  93. ^ a b Grochala, Wojciech (1 November 2017). "On the position of helium and neon in the Periodic Table of Elements". Foundations of Chemistry. 20 (2018): 191–207. doi:10.1007/s10698-017-9302-7.
  94. ^ Bent Weberg, Libby (18 January 2019). ""The" periodic table". Chemical & Engineering News. 97 (3). Archived from the original on 1 February 2020. Retrieved 27 March 2020.
  95. ^ Grandinetti, Felice (23 April 2013). "Neon behind the signs". Nature Chemistry. 5 (2013): 438. Bibcode:2013NatCh...5..438G. doi:10.1038/nchem.1631. PMID 23609097.
  96. ^ a b c d e f Siekierski and Burgess, 23-26쪽
  97. ^ Siekierski and Burgess, 128쪽
  98. ^ Lewars, Errol G. (5 December 2008). Modeling Marvels: Computational Anticipation of Novel Molecules. Springer Science & Business Media. pp. 69–71. ISBN 978-1-4020-6973-4. Archived from the original on 19 May 2016.
  99. ^ a b Wulfsberg, p. 53: "W. B. Jensen이 지적한 바와 같이, [토이트륨]의 야금 유사성은 란타넘보다 루테튬에 대해 훨씬 강하므로, 우리는 Lu(및 확장 Lr)를 Sc와 Y 아래에 나열하는 야금학자의 규칙을 채택했습니다. 이것의 중요한 부가적인 이점은 주기율표가 더 대칭적이 되고, 전자 배치를 예측하기가 더 쉬워진다는 것입니다. E.R. Scerri는 현재 대부분의 f-block 요소의 전자 구성에 대한 최근의 결정이 Lu와 Lr의 배치와 더 양립할 수 있다고 지적합니다."
  100. ^ a b Kondō, Jun (January 1963). "Superconductivity in Transition Metals". Progress of Theoretical Physics. 29 (1): 1–9. Bibcode:1963PThPh..29....1K. doi:10.1143/PTP.29.1.
  101. ^ Vernon, R (2021). "The location and composition of Group 3 of the periodic table". Foundations of Chemistry. 23 (2): 155–197. doi:10.1007/s10698-020-09384-2. S2CID 254501533.
  102. ^ Cotton, SA; Raithby, BR; Shield, A (2022). "A comparison of the structural chemistry of scandium, yttrium, lanthanum and lutetium: A contribution to the group 3 debate" (PDF). Coordination Chemistry Reviews. 455: 214366. doi:10.1016/j.ccr.2021.214366. S2CID 245712597.
  103. ^ Lavelle, Laurence (2008). "Lanthanum (La) and Actinium (Ac) Should Remain in the d-block". Journal of Chemical Education. 85 (11): 1482–1483. Bibcode:2008JChEd..85.1482L. doi:10.1021/ed085p1482.
  104. ^ a b c d e f g Johnson, David (1984). The Periodic Law (PDF). The Royal Society of Chemistry. ISBN 0-85186-428-7.
  105. ^ Wittig, Jörg (1973). "The pressure variable in solid state physics: What about 4f-band superconductors?". In H. J. Queisser (ed.). Festkörper Probleme: Plenary Lectures of the Divisions Semiconductor Physics, Surface Physics, Low Temperature Physics, High Polymers, Thermodynamics and Statistical Mechanics, of the German Physical Society, Münster, March 19–24, 1973. Advances in Solid State Physics. Vol. 13. Berlin, Heidelberg: Springer. pp. 375–396. doi:10.1007/BFb0108579. ISBN 978-3-528-08019-8.
  106. ^ a b Wulfsberg, p. 26
  107. ^ a b c d e 그린우드 앤 어너쇼, 27-9쪽
  108. ^ Messler, R. W. (2010). The essence of materials for engineers. Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers. p. 32. ISBN 978-0-7637-7833-0.
  109. ^ Myers, R. (2003). The basics of chemistry. Westport, CT: Greenwood Publishing Group. pp. 61–67. ISBN 978-0-313-31664-7.
  110. ^ Chang, R. (2002). Chemistry (7 ed.). New York: McGraw-Hill. pp. 289–310, 340–42. ISBN 978-0-07-112072-2.
  111. ^ 하스, 아서 에리히(1884-1941) 우버 다이 엘렉트로다이너마이스 베데우퉁 데 플랑크첸 스트랄룽스게제스 abuine neue Bestimung des elektrischen Elementar quantums abuzes abuine neue Bestimung des des des des des des des des des disemension des des des atoms. 빈에 있는 Sitzungsberichte der kaiserlichen Academyer Wissenschaften. 2a, 119 pp 119–144 (1910). 하스 AE. Die Entwicklungsgeschichte des Satzes von der Erhaltung der Kraft. 하빌리테이션 논문, 비엔나, 1909. 헤르만, A. 아서 에리히 하스, 데어스테 콴테난사츠퓌르다스 아톰. 1965년 슈투트가르트 [전재본 포함]
  112. ^ a b Clark, Jim (2012). "Atomic and Ionic Radius". Chemguide. Archived from the original on 14 November 2020. Retrieved 30 March 2021.
  113. ^ Cao, Chang-Su; Hu, Han-Shi; Li, Jun; Schwarz, W. H. Eugen (2019). "Physical origin of chemical periodicities in the system of elements". Pure and Applied Chemistry. 91 (12): 1969–1999. doi:10.1515/pac-2019-0901. S2CID 208868546.
  114. ^ Kaupp, Martin (1 December 2006). "The role of radial nodes of atomic orbitals for chemical bonding and the periodic table". Journal of Computational Chemistry. 28 (1): 320–25. doi:10.1002/jcc.20522. PMID 17143872. S2CID 12677737.
  115. ^ a b c d Scerri, pp. 407–420
  116. ^ 그린우드 앤 어너쇼, 29쪽
  117. ^ Imyanitov, Naum S. (2018). "Is the periodic table appears doubled? Two variants of division of elements into two subsets. Internal and secondary periodicity". Foundations of Chemistry. 21: 255–284. doi:10.1007/s10698-018-9321-z. S2CID 254514910.
  118. ^ Chistyakov, V. M. (1968). "Biron's Secondary Periodicity of the Side d-subgroups of Mendeleev's Short Table". Journal of General Chemistry of the USSR. 38 (2): 213–214. Retrieved 6 January 2024.
  119. ^ P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). "Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1-118". Chemistry: A European Journal. 15 (1): 186–197. doi:10.1002/chem.200800987. PMID 19058281.
  120. ^ Pyykkö, Pekka; Desclaux, Jean Paul (1979). "Relativity and the periodic system of elements". Accounts of Chemical Research. 12 (8): 276. doi:10.1021/ar50140a002.
  121. ^ Norrby, Lars J. (1991). "Why is mercury liquid? Or, why do relativistic effects not get into chemistry textbooks?". Journal of Chemical Education. 68 (2): 110. Bibcode:1991JChEd..68..110N. doi:10.1021/ed068p110.
  122. ^ a b c d e f Fricke, Burkhard; Waber, J. T. (1971). "Theoretical Predictions of the Chemistry of Superheavy Elements: Continuation of the Periodic Table up to Z=184" (PDF). Actinides Reviews. 1: 433–485. Retrieved 5 January 2024.
  123. ^ Schädel, M. (2003). The Chemistry of Superheavy Elements. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. p. 277. ISBN 978-1-4020-1250-1.
  124. ^ Wulfsberg, pp. 33–34
  125. ^ 그린우드 앤 어너쇼, 24-5쪽
  126. ^ a b Clark, Jim (2016). "Ionisation Energy". Chemguide. Archived from the original on 22 April 2021. Retrieved 30 March 2021.
  127. ^ a b Clark, Jim (2012). "Electron Affinity". Chemguide. Archived from the original on 23 April 2021. Retrieved 30 March 2021.
  128. ^ Cárdenas, Carlos; Ayers, Paul; De Proft, Frank; Tozer, David J.; Geerlings, Paul (2010). "Should negative electron affinities be used for evaluating the chemical hardness?". Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (6): 2285–2293. doi:10.1039/C0CP01785J. PMID 21113528.
  129. ^ Wulfsberg, p. 28
  130. ^ Wulfsberg, p. 274
  131. ^ 그린우드 앤 어너쇼, 113쪽
  132. ^ a b c Siekierski and Burgess, pp. 45–54
  133. ^ Amador, J.; Puebla, E. Gutierrez; Monge, M. A.; Rasines, I.; Valero, C. Ruiz (1988). "Diantimony Tetraoxides Revisited". Inorganic Chemistry. 27 (8): 1367–1370. doi:10.1021/ic00281a011.
  134. ^ a b c Siekierski and Burgess, 134–137쪽
  135. ^ a b Siekierski and Burgess, 178–180쪽
  136. ^ a b Scerri, pp. 14–15
  137. ^ a b c d 그린우드 앤 어너쇼, 25-6쪽
  138. ^ Allen, Leland C. (1989). "Electronegativity is the average one-electron energy of the valence-shell electrons in ground-state free atoms". Journal of the American Chemical Society. 111 (25): 9003–9014. doi:10.1021/ja00207a003.
  139. ^ Dieter, R. K.; Watson, R. T. (2009). "Transmetalation reactions producing organocopper compounds". In Rappoport, Z.; Marek, I. (eds.). The Chemistry of Organocopper Compounds. Vol. 1. John Wiley & Sons. pp. 443–526. ISBN 978-0-470-77296-6. Archived from the original on 17 October 2022. Retrieved 6 April 2022.
  140. ^ Carrasco, Rigo A.; Zamarripa, Cesy M.; Zollner, Stefan; Menéndez, José; Chastang, Stephanie A.; Duan, Jinsong; Grzybowski, Gordon J.; Claflin, Bruce B.; Kiefer, Arnold M. (2018). "The direct bandgap of gray α-tin investigated by infrared ellipsometry". Applied Physics Letters. 113 (23): 232104. Bibcode:2018ApPhL.113w2104C. doi:10.1063/1.5053884. S2CID 125130534.
  141. ^ "Intermolecular bonding – van der Waals forces". Archived from the original on 22 January 2022. Retrieved 17 November 2021.
  142. ^ Clark, Jim (2019). "Metallic Bonding". Chemguide. Archived from the original on 21 April 2021. Retrieved 30 March 2021.
  143. ^ Pastor, G. M.; Stampfli, P.; Bennemann, K. (1988). "On the transition from Van der Waals- to metallic bonding in Hg-clusters as a function of cluster size". Physica Scripta. 38 (4): 623–626. Bibcode:1988PhyS...38..623P. doi:10.1088/0031-8949/38/4/022. S2CID 250842014.
  144. ^ a b c d e f g Siekierski and Burgess, pp. 60–66
  145. ^ a b c d Steudel, Ralf; Scheschkewitz, David (2020). Chemistry of the Non-Metals. Walter de Gruyter. pp. 154–155, 425, 436. ISBN 978-3-11-057805-8. In Group 15 of the Periodic Table, as in both neighboring groups, the metallic character increases when going down. More specifically, there is a transition from a purely non-metallic element (N) via elements with nonmetallic and metallic modifications to purely metallic elements (Sb, Bi). This chapter addresses the two elements besides nitrogen, which are clearly nonmetallic under standard conditions: phosphorus and arsenic. The chemistry of arsenic, however, is only briefly described as many of the arsenic compounds resemble the corresponding phosphorus species.
  146. ^ McMinis, J.; Clay, R.C.; Lee, D.; Morales, M.A. (2015). "Molecular to Atomic Phase Transition in Hydrogen under High Pressure". Phys. Rev. Lett. 114 (10): 105305. Bibcode:2015PhRvL.114j5305M. doi:10.1103/PhysRevLett.114.105305. PMID 25815944.
  147. ^ Hawkes, Stephen J. (2001). "Semimetallicity?". Journal of Chemical Education. 78 (12): 1686. Bibcode:2001JChEd..78.1686H. doi:10.1021/ed078p1686.
  148. ^ Mewes, Jan-Michael; Smits, Odile Rosette; Jerabek, Paul; Schwerdtfeger, Peter (25 July 2019). "Oganesson is a Semiconductor: On the Relativistic Band-Gap Narrowing in the Heaviest Noble-Gas Solids". Angewandte Chemie. 58 (40): 14260–14264. doi:10.1002/anie.201908327. PMC 6790653. PMID 31343819.
  149. ^ Smith, J. D. (1973). The Chemistry of Arsenic, Antimony and Bismuth. Pergamon Press. p. 556.
  150. ^ Rayner-Canham, Geoff; Overton, Tina (2008). Descriptive Inorganic Chemistry (5th ed.). New York: W. H. Freeman and Company. p. 194. ISBN 978-1-4292-2434-5.
  151. ^ a b Mewes, J.-M.; Smits, O. R.; Kresse, G.; Schwerdtfeger, P. (2019). "Copernicium is a Relativistic Noble Liquid". Angewandte Chemie International Edition. 58 (50): 17964–17968. doi:10.1002/anie.201906966. PMC 6916354. PMID 31596013.
  152. ^ a b Florez, Edison; Smits, Odile R.; Mewes, Jan-Michael; Jerabek, Paul; Schwerdtfeger, Peter (2022). "From the gas phase to the solid state: The chemical bonding in the superheavy element flerovium". The Journal of Chemical Physics. 157 (6): 064304. Bibcode:2022JChPh.157f4304F. doi:10.1063/5.0097642. PMID 35963734. S2CID 250539378.
  153. ^ a b Gäggeler, H. W. (2007). "Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements" (PDF). Paul Scherrer Institute. pp. 26–28. Archived from the original (PDF) on 20 February 2012.
  154. ^ a b Ingo, Peter (15 September 2022). "Study shows flerovium is the most volatile metal in the periodic table". phys.org. Retrieved 22 November 2022.
  155. ^ a b Yakushev, A.; Lens, L.; Düllmann, Ch. E.; et al. (25 August 2022). "On the adsorption and reactivity of element 114, flerovium". Frontiers in Chemistry. 10 (976635): 976635. Bibcode:2022FrCh...10.6635Y. doi:10.3389/fchem.2022.976635. PMC 9453156. PMID 36092655.
  156. ^ Hermann, A.; Hoffmann, R.; Ashcroft, N. W. (2013). "Condensed Astatine: Monatomic and Metallic". Physical Review Letters. 111 (11): 116404-1–116404-5. Bibcode:2013PhRvL.111k6404H. doi:10.1103/PhysRevLett.111.116404. PMID 24074111.
  157. ^ Ball, Philip (13 September 2013). "Metallic properties predicted for astatine". Chemistry World. Retrieved 7 April 2023.
  158. ^ a b Clark, Jim (2012). "Metallic Structures". Chemguide. Archived from the original on 24 April 2021. Retrieved 30 March 2021.
  159. ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Mangan". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in German) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 1110–1117. ISBN 978-3-11-007511-3.
  160. ^ Wiberg, Egon; Wiberg, Nils & Holleman, Arnold Frederick (2001). Inorganic chemistry. Academic Press. p. 758. ISBN 978-0-12-352651-9.
  161. ^ Hammond, C. R. (2004). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics (81st ed.). Boca Raton (FL, US): CRC press. pp. 4–1. ISBN 978-0-8493-0485-9.
  162. ^ G.V. Samsonov, ed. (1968). "Mechanical Properties of the Elements". Handbook of the Physicochemical Properties of the Elements. New York, USA: IFI-Plenum. pp. 387–446. doi:10.1007/978-1-4684-6066-7_7. ISBN 978-1-4684-6066-7. Archived from the original on 2 April 2015.
  163. ^ Hammer, B.; Norskov, J. K. (1995). "Why gold is the noblest of all the metals". Nature. 376 (6537): 238–240. Bibcode:1995Natur.376..238H. doi:10.1038/376238a0. S2CID 4334587.
  164. ^ Johnson, P. B.; Christy, R. W. (1972). "Optical Constants of the Noble Metals". Physical Review B. 6 (12): 4370–4379. Bibcode:1972PhRvB...6.4370J. doi:10.1103/PhysRevB.6.4370.
  165. ^ Clark, Jim (2018). "Atomic and Physical Properties of the Period 3 Elements". Chemguide. Archived from the original on 22 April 2021. Retrieved 30 March 2021.
  166. ^ a b Clark, Jim (2015). "The Trend From Non-Metal to Metal In the Group 4 Elements". Chemguide. Archived from the original on 27 April 2021. Retrieved 30 March 2021.
  167. ^ Wei, Lanhua; Kuo, P. K.; Thomas, R. L.; Anthony, T. R.; Banholzer, W. F. (1993). "Thermal conductivity of isotopically modified single crystal diamond". Physical Review Letters. 70 (24): 3764–3767. Bibcode:1993PhRvL..70.3764W. doi:10.1103/PhysRevLett.70.3764. PMID 10053956.
  168. ^ a b c d "Periodic Table of Chemical Elements". www.acs.org. American Chemical Society. 2021. Archived from the original on 3 February 2021. Retrieved 27 March 2021.
  169. ^ "Periodic Table". www.rsc.org. Royal Society of Chemistry. 2021. Archived from the original on 21 March 2021. Retrieved 27 March 2021.
  170. ^ a b c d e Seaborg, G. (c. 2006). "transuranium element (chemical element)". Encyclopædia Britannica. Archived from the original on 30 November 2010. Retrieved 16 March 2010.
  171. ^ Sherwin, E.; Weston, G. J. (1966). Spice, J. E. (ed.). Chemistry of the Non-Metallic Elements. Pergamon Press. ISBN 978-1-4831-3905-0.
  172. ^ a b Hawkes, Stephen J. (2001). "Semimetallicity?". Journal of Chemical Education. 78 (12): 1686–1687. Bibcode:2001JChEd..78.1686H. doi:10.1021/ed078p1686.
  173. ^ a b Jensen, William B. (1986). "Classification, symmetry and the periodic table" (PDF). Comp. & Maths. With Appls. 12B (I/2). Archived (PDF) from the original on 31 January 2017. Retrieved 18 January 2017.
  174. ^ Greenwood and Earnshaw, 29-31쪽
  175. ^ Fernelius, W. C.; Loening, Kurt; Adams, Roy M. (1971). "Names of groups and elements". Journal of Chemical Education. 48 (11): 730–731. Bibcode:1971JChEd..48..730F. doi:10.1021/ed048p730.
  176. ^ Jensen, William B. (2003). "The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table" (PDF). Journal of Chemical Education. 80 (8): 952–961. Bibcode:2003JChEd..80..952J. doi:10.1021/ed080p952. Archived from the original (PDF) on 11 June 2010. Retrieved 6 May 2012.
  177. ^ Leigh, G. J., ed. (2011). Principles of Chemical Nomenclature (PDF). The Royal Society of Chemistry. p. 9. ISBN 978-1-84973-007-5.
  178. ^ Winter, Mark (1993–2022). "WebElements". The University of Sheffield and WebElements Ltd, UK. Retrieved 5 December 2022.
  179. ^ Cowan, Robert D. (1981). The Theory of Atomic Structure and Spectra. University of California Press. p. 598. ISBN 978-0-520-90615-0.
  180. ^ Villar, G. E. (1966). "A suggested modification to the periodic chart". Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 28 (1): 25–29. doi:10.1016/0022-1902(66)80224-5.
  181. ^ Theuns, Tom. "Metallicity of stars". icc.dur.ac.uk. Durham University. Archived from the original on 27 September 2021. Retrieved 27 March 2021.
  182. ^ Burns, Gerald (1985). Solid State Physics. Academic Press, Inc. pp. 339–40. ISBN 978-0-12-146070-9.
  183. ^ Duffus, John H. (2002). ""Heavy Metals"–A Meaningless Term?" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 74 (5): 793–807. doi:10.1351/pac200274050793. S2CID 46602106. Archived (PDF) from the original on 11 April 2021. Retrieved 27 March 2021.
  184. ^ Koppenol, W. (2016). "How to name new chemical elements" (PDF). Pure and Applied Chemistry. DeGruyter. doi:10.1515/pac-2015-0802. hdl:10045/55935. S2CID 102245448. Archived (PDF) from the original on 11 May 2020. Retrieved 15 August 2021.
  185. ^ Roth, Klaus (3 April 2018). "Is Element 118 a Noble Gas?". Chemie in unserer Zeit. doi:10.1002/chemv.201800029. Archived from the original on 2 March 2021. Retrieved 27 March 2021.
  186. ^ The Chemical Society of Japan (25 January 2018). "【お知らせ】高等学校化学で用いる用語に関する提案(1)への反応". www.chemistry.or.jp. The Chemical Society of Japan. Archived from the original on 16 May 2021. Retrieved 3 April 2021. 「12.アルカリ土類金属」の範囲についても,△を含めれば,すべての教科書で提案が考慮されている。歴史的には第4 周期のカルシウム以下を指していた用語だったが,「周期表の2 族に対応する用語とする」というIUPAC の勧告1)に従うのは現在では自然な流れだろう。
  187. ^ Wurzer, Ferdinand (1817). "Auszug eines Briefes vom Hofrath Wurzer, Prof. der Chemie zu Marburg" [Excerpt of a letter from Court Advisor Wurzer, Professor of Chemistry at Marburg]. Annalen der Physik (in German). 56 (7): 331–334. Bibcode:1817AnP....56..331.. doi:10.1002/andp.18170560709. Archived from the original on 8 October 2021. Retrieved 15 August 2021. 여기서 뒤베라이너는 스트론튬의 성질이 칼슘과 바륨의 성질과 중간이라는 것을 발견했습니다.
  188. ^ Döbereiner, J. W. (1829). "Versuch zu einer Gruppirung der elementaren Stoffe nach ihrer Analogie" [An attempt to group elementary substances according to their analogies]. Annalen der Physik und Chemie. 2nd series (in German). 15 (2): 301–307. Bibcode:1829AnP....91..301D. doi:10.1002/andp.18290910217. Archived from the original on 8 October 2021. Retrieved 15 August 2021. 이 기사의 영문 번역은 Johann Wolfgang Döbereiner: "그들의 유추에 따라 기초 물질을 그룹화하려는 시도" (Lemoyne College, 뉴욕) 2019년 3월 9일 웨이백 기계보관
  189. ^ Horvitz, L. (2002). Eureka!: Scientific Breakthroughs That Changed The World. New York: John Wiley. p. 43. Bibcode:2001esbt.book.....H. ISBN 978-0-471-23341-1. OCLC 50766822.
  190. ^ Scerri, p. 47
  191. ^ Ball, P. (2002). The Ingredients: A Guided Tour of the Elements. Oxford: Oxford University Press. p. 100. ISBN 978-0-19-284100-1.
  192. ^ a b Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Newlands, John Alexander Reina" . Encyclopædia Britannica. Vol. 19 (11th ed.). Cambridge University Press. p. 515.
  193. ^ 마이어, 줄리어스 로타르; 다이모던 이론가 케미(1864); 137페이지 2019년 1월 2일 웨이백 머신보관된 표
  194. ^ 세르리, 106~108쪽
  195. ^ Scerri, p. 113
  196. ^ a b Scerri, 페이지 117–123
  197. ^ Mendeleev, D. (1871). "The natural system of elements and its application to the indication of the properties of undiscovered elements". Journal of the Russian Chemical Society (in Russian). 3: 25–56. Archived from the original on 13 August 2017. Retrieved 23 August 2017.
  198. ^ Scerri, p. 149
  199. ^ Scerri, p. 151–2
  200. ^ Rouvray, R. "Dmitri Mendeleev". New Scientist. Archived from the original on 15 August 2021. Retrieved 19 April 2020.
  201. ^ Scerri, pp. 164–169
  202. ^ a b c Marshall, J.L.; Marshall, V.R. (2010). "Rediscovery of the Elements: Moseley and Atomic Numbers" (PDF). The Hexagon. Vol. 101, no. 3. Alpha Chi Sigma. pp. 42–47. S2CID 94398490. Archived from the original (PDF) on 16 July 2019. Retrieved 15 August 2021.
  203. ^ A. van der Broek, Physikalische Zeitschrift, 14, (1913), 32–41
  204. ^ Scerri, p. 185
  205. ^ A. van der Broek, Die Radioelement, das periodische System und die Konstitution der Atom, Physik. Zeitsch., 14, 32, (1913).
  206. ^ E. 러더퍼드, 필. 잡지, 27, 488–499 (1914년 3월). "이것은 원자량이 증가하는 순서대로 배열될 때 핵의 전하 단위의 수, 결과적으로 외부 전자의 수가 원소의 수와 동일할 수 있다는 반 브로크의 흥미로운 제안으로 이어졌습니다. 이 관점에서 볼 때, 수소, 헬륨, 탄소의 핵 전하는 각각 1, 2, 6, 그리고 다른 원소들은 누락된 원소로 인한 공백이 없는 경우입니다. 이 견해는 보어가 단순한 원자와 분자의 구성에 대한 그의 이론에서 취한 것입니다."
  207. ^ Atkins, P. W. (1995). The Periodic Kingdom. HarperCollins Publishers, Inc. p. 87. ISBN 978-0-465-07265-1.
  208. ^ Egdell, Russell G.; Bruton, Elizabeth (2020). "Henry Moseley, X-ray spectroscopy and the periodic table". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 378 (2180). doi:10.1002/chem.202004775. PMID 32811359.
  209. ^ 1913년 논문의 Bohr table 참조.
  210. ^ 헬게 크라그, 아르후스, 라스 베가르드, 원자 구조, 그리고 주기계, 황소. 히스트. Chem., Volume 37, No. 1 (2012), p.43.
  211. ^ Scerri, pp. 208–218
  212. ^ 닐스 보어, "원자와 분자의 구성에 관하여, 제3부, 몇 개의 핵을 포함하는 시스템" 철학 잡지 26:857--875 (1913)
  213. ^ Kragh, Helge (1 January 1979). "Niels Bohr's Second Atomic Theory". Historical Studies in the Physical Sciences. 10: 123–186. doi:10.2307/27757389. ISSN 0073-2672. JSTOR 27757389.
  214. ^ W. 코셀, "위버 몰레쿨빌둥 알스폴게 데 아톰바우에", 앤. 물리학, 1916, 49, 229–362 (237).
  215. ^ 헬게 크라그, 아르후스, 라스 베가르드, 원자 구조, 그리고 주기계, 황소에서 번역되었습니다. 히스트. Chem., Volume 37, No. 1 (2012), p.43.
  216. ^ Langmuir, Irving (June 1919). "The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules". Journal of the American Chemical Society. 41 (6): 868–934. doi:10.1021/ja02227a002. ISSN 0002-7863. Archived from the original on 26 January 2021. Retrieved 22 October 2021.
  217. ^ a b Bury, Charles R. (July 1921). "Langmuir's Theory of the Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules". Journal of the American Chemical Society. 43 (7): 1602–1609. doi:10.1021/ja01440a023. ISSN 0002-7863. Archived from the original on 30 October 2021. Retrieved 22 October 2021.
  218. ^ Jensen, William B. (2003). "The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table" (PDF). Journal of Chemical Education. 80 (8): 952–961. Bibcode:2003JChEd..80..952J. doi:10.1021/ed080p952. Archived (PDF) from the original on 19 April 2012. Retrieved 18 September 2021. The first use of the term "transition" in its modern electronic sense appears to be due to the British chemist C. R.Bury, who first used the term in his 1921 paper on the electronic structure of atoms and the periodic table
  219. ^ Scerri, pp. 218–23
  220. ^ Jensen, William B. (2007). "The Origin of the s, p, d, f Orbital Labels" (PDF). Journal of Chemical Education. 84 (5): 757–8. Bibcode:2007JChEd..84..757J. doi:10.1021/ed084p757. Archived from the original (PDF) on 23 November 2018. Retrieved 15 August 2021.
  221. ^ Karapetoff, Vladimir (1930). "A chart of consecutive sets of electronic orbits within atoms of chemical elements". Journal of the Franklin Institute. 210 (5): 609–624. doi:10.1016/S0016-0032(30)91131-3.
  222. ^ Ostrovsky, Valentin N. (2003). "Physical Explanation of the Periodic Table". Annals of the New York Academy of Sciences. 988 (1): 182–192. Bibcode:2003NYASA.988..182O. doi:10.1111/j.1749-6632.2003.tb06097.x. PMID 12796101. S2CID 21629328.
  223. ^ Klechkovskii, V.M. (1962). "Justification of the Rule for Successive Filling of (n+l) Groups". Journal of Experimental and Theoretical Physics. 14 (2): 334. Retrieved 23 June 2022.
  224. ^ a b Demkov, Yury N.; Ostrovsky, Valentin N. (1972). "n+l Filling Rule in the Periodic System and Focusing Potentials". Journal of Experimental and Theoretical Physics. 35 (1): 66–69. Bibcode:1972JETP...35...66D. Retrieved 25 November 2022.
  225. ^ Scerri, pp. 313–321
  226. ^ Scerri, pp. 322–340
  227. ^ a b Seaborg, Glenn T. (1997). "Source of the Actinide Concept" (PDF). fas.org. Los Alamos National Laboratory. Archived (PDF) from the original on 15 August 2021. Retrieved 28 March 2021.
  228. ^ Scerri, pp. 356–9
  229. ^ Öhrström, Lars; Holden, Norman E. (2016). "The Three-letter Element Symbols". Chemistry International. 38 (2): 4–8. doi:10.1515/ci-2016-0204. S2CID 124737708.
  230. ^ Wapstra, A. H. (1991). "Criteria that must be satisfied for the discovery of a new chemical element to be recognized". Pure and Applied Chemistry. 63 (6): 879–886. doi:10.1351/pac199163060879. S2CID 95737691. Retrieved 18 October 2022.
  231. ^ "Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)". Pure and Applied Chemistry. 69 (12): 2471–2474. 1997. doi:10.1351/pac199769122471.
  232. ^ Hofmann, Sigurd (2019). "Criteria for New Element Discovery". Chemistry International. 41 (1): 10–15. doi:10.1515/ci-2019-0103.
  233. ^ Scerri, E. (2012). "Mendeleev's Periodic Table Is Finally Completed and What To Do about Group 3?". Chemistry International. 34 (4). doi:10.1515/ci.2012.34.4.28. Archived from the original on 5 July 2017.
  234. ^ Scerri, pp. 356–363
  235. ^ a b Chapman, Kit (30 November 2016). "What it takes to make a new element". Chemistry World. Royal Society of Chemistry. Archived from the original on 28 October 2017. Retrieved 22 March 2022.Chapman, Kit (30 November 2016). "What it takes to make a new element". Chemistry World. Royal Society of Chemistry. Archived from the original on 28 October 2017. Retrieved 22 March 2022.{{cite journal}}CS1 maint: bot: 원본 URL 상태 알 수 없음(링크)()
  236. ^ Briggs, Helen (29 January 2019). "Happy birthday, periodic table". Archived from the original on 9 February 2019. Retrieved 8 February 2019.
  237. ^ Hofmann, Sigurd; Dmitriev, Sergey N.; Fahlander, Claes; Gates, Jacklyn M.; Roberto, James B.; Sakai, Hideyuki (4 August 2020). "On the discovery of new elements (IUPAC/IUPAP Report)". Pure and Applied Chemistry. 92 (9): 1387–1446. doi:10.1515/pac-2020-2926. S2CID 225377737.
  238. ^ a b Fricke, Burkhard (1975). "Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties". Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. Structure and Bonding. 21: 89–144. doi:10.1007/BFb0116498. ISBN 978-3-540-07109-9. Retrieved 4 October 2013.
  239. ^ a b c Fricke, Burkhard (1977). "Dirac–Fock–Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173" (PDF). Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 19: 83–192. Bibcode:1977ADNDT..19...83F. doi:10.1016/0092-640X(77)90010-9. Retrieved 25 February 2016.
  240. ^ a b Ball, P. (2019). "Extreme chemistry: experiments at the edge of the periodic table". Nature. 565 (7741): 552–555. Bibcode:2019Natur.565..552B. doi:10.1038/d41586-019-00285-9. ISSN 1476-4687. PMID 30700884.
  241. ^ Dmitriev, Sergey; Itkis, Mikhail; Oganessian, Yuri (2016). Status and perspectives of the Dubna superheavy element factory (PDF). Nobel Symposium NS160 – Chemistry and Physics of Heavy and Superheavy Elements. doi:10.1051/epjconf/201613108001. Archived (PDF) from the original on 28 August 2021. Retrieved 15 August 2021.
  242. ^ Sokolova, Svetlana; Popeko, Andrei (24 May 2021). "How are new chemical elements born?". jinr.ru. JINR. Archived from the original on 4 November 2021. Retrieved 4 November 2021.
  243. ^ Chapman, Kit (10 October 2023). "Berkeley Lab to lead US hunt for element 120 after breakdown of collaboration with Russia". Chemistry World. Retrieved 20 October 2023.
  244. ^ Biron, Lauren (16 October 2023). "Berkeley Lab to Test New Approach to Making Superheavy Elements". lbl.gov. Lawrence Berkeley National Laboratory. Retrieved 20 October 2023.
  245. ^ a b Scerri, Eric (2020). "Recent attempts to change the periodic table". Philosophical Transactions of the Royal Society A. 378 (2180). Bibcode:2020RSPTA.37890300S. doi:10.1098/rsta.2019.0300. PMID 32811365. S2CID 221136189.
  246. ^ Frazier, K. (1978). "Superheavy Elements". Science News. 113 (15): 236–38. doi:10.2307/3963006. JSTOR 3963006.
  247. ^ a b c Fricke, B.; Greiner, W.; Waber, J. T. (1971). "The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements". Theoretica Chimica Acta. 21 (3): 235–60. doi:10.1007/BF01172015. S2CID 117157377.
  248. ^ a b Pyykkö, P. (2011). "A suggested periodic table up to Z ≤ 172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions". Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (1): 161–68. Bibcode:2011PCCP...13..161P. doi:10.1039/c0cp01575j. PMID 20967377. S2CID 31590563.
  249. ^ Jerabek, Paul; Schuetrumpf, Bastian; Schwerdtfeger, Peter; Nazarewicz, Witold (2018). "Electron and Nucleon Localization Functions of Oganesson: Approaching the Thomas-Fermi Limit". Phys. Rev. Lett. 120 (5): 053001. arXiv:1707.08710. Bibcode:2018PhRvL.120e3001J. doi:10.1103/PhysRevLett.120.053001. PMID 29481184. S2CID 3575243.
  250. ^ Wothers, Peter (2019). Antimony, Gold, and Jupiter's Wolf. Oxford University Press. p. vii. ISBN 978-0-19-965272-3.
  251. ^ a b c d Smits, Odile R.; Düllmann, Christoph E.; Indelicato, Paul; Nazarewicz, Witold; Schwerdtfeger, Peter (2023). "The quest for superheavy elements and the limit of the periodic table". Nature Reviews Physics. doi:10.1038/s42254-023-00668-y. S2CID 266276980.
  252. ^ a b c Smits, O. R.; Indelicato, P.; Nazarewicz, W.; Piibeleht, M.; Schwerdtfeger, P. (2023). "Pushing the limits of the periodic table—A review on atomic relativistic electronic structure theory and calculations for the superheavy elements". Physics Reports. 1035: 1–57. arXiv:2301.02553. Bibcode:2023PhR..1035....1S. doi:10.1016/j.physrep.2023.09.004.
  253. ^ Pershina, Valeria (2020). "Relativistic effects on the electronic structure of the heaviest elements. Is the Periodic Table endless?" (PDF). Comptes Rendus Chimie. 23 (3): 255–265. doi:10.5802/crchim.25. S2CID 222225772. Archived (PDF) from the original on 11 December 2020. Retrieved 28 March 2021.
  254. ^ "Superheavy Element 114 Confirmed: A Stepping Stone to the Island of Stability". Berkeley Lab. 2009. Archived from the original on 20 July 2019. Retrieved 23 October 2019.
  255. ^ Oganessian, Yu. Ts. (2012). "Nuclei in the "Island of Stability" of Superheavy Elements". Journal of Physics: Conference Series. 337 (1): 012005. Bibcode:2012JPhCS.337a2005O. doi:10.1088/1742-6596/337/1/012005.
  256. ^ a b Schwerdtfeger, Peter; Pašteka, Lukáš F.; Punnett, Andrew; Bowman, Patrick O. (2015). "Relativistic and quantum electrodynamic effects in superheavy elements". Nuclear Physics A. 944 (December 2015): 551–577. Bibcode:2015NuPhA.944..551S. doi:10.1016/j.nuclphysa.2015.02.005.
  257. ^ a b Greiner, W. (2013). "Nuclei: superheavy-superneutronic-strange-and of antimatter" (PDF). Journal of Physics: Conference Series. 413 (1): 012002-1–012002-9. Bibcode:2013JPhCS.413a2002G. doi:10.1088/1742-6596/413/1/012002. Archived (PDF) from the original on 30 March 2019. Retrieved 15 August 2021.
  258. ^ Hofmann, Sigurd (2019). "Synthesis and properties of isotopes of the transactinides". Radiochimica Acta. 107 (9–11): 879–915. doi:10.1515/ract-2019-3104. S2CID 203848120.
  259. ^ Scerri, p. 386
  260. ^ Peter Möller (2016). "The limits of the nuclear chart set by fission and alpha decay EPJ Web of Conferences". European Physical Journal Web of Conferences. Epj-conferences.org. 131: 03002. Bibcode:2016EPJWC.13103002M. doi:10.1051/epjconf/201613103002. Archived from the original on 20 June 2022. Retrieved 13 June 2022.
  261. ^ Holdom, B.; Ren, J.; Zhang, C. (2018). "Quark matter may not be strange". Physical Review Letters. 120 (1): 222001-1–222001-6. arXiv:1707.06610. Bibcode:2018PhRvL.120v2001H. doi:10.1103/PhysRevLett.120.222001. PMID 29906186. S2CID 49216916.
  262. ^ Cheng-Jun, Xia; She-Sheng, Xue; Ren-Xin, Xu; Shan-Gui, Zhou (2020). "Supercritically charged objects and electron-positron pair creation". Physical Review D. 101 (10): 103031. arXiv:2001.03531. Bibcode:2020PhRvD.101j3031X. doi:10.1103/PhysRevD.101.103031. S2CID 210157134.
  263. ^ Giuliani, S. A.; Matheson, Z.; Nazarewicz, W.; Olsen, E.; Reinhard, P.-G.; Sadhukhan, J.; Schtruempf, B.; Schunck, N.; Schwerdtfeger, P. (2019). "Colloquium: Superheavy elements: Oganesson and beyond". Reviews of Modern Physics. 91 (1): 011001-1–011001-25. Bibcode:2019RvMP...91a1001G. doi:10.1103/RevModPhys.91.011001. S2CID 126906074.
  264. ^ Giardina, G.; Fazio, G.; Mandaglio, G.; Manganaro, M.; Nasirov, A.K.; Romaniuk, M.V.; Saccà, C. (2010). "Expectations and limits to synthesize nuclei with Z ≥ 120". International Journal of Modern Physics E. 19 (5 & 6): 882–893. Bibcode:2010IJMPE..19..882G. doi:10.1142/S0218301310015333. Archived from the original on 19 October 2021. Retrieved 15 August 2021.
  265. ^ Zagrebaev, Valeriy; Karpov, Alexander; Greiner, Walter (2013). "Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?" (PDF). Journal of Physics. IOP Publishing Ltd. 420 (1): 012001. arXiv:1207.5700. Bibcode:2013JPhCS.420a2001Z. doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001. S2CID 55434734. Archived (PDF) from the original on 3 October 2015. Retrieved 1 December 2020.
  266. ^ Subramanian, S. (2019). "Making New Elements Doesn't Pay. Just Ask This Berkeley Scientist". Bloomberg Businessweek. Archived from the original on 11 December 2019. Retrieved 18 January 2020.
  267. ^ Scerri, p. 20
  268. ^ : Edward G. Mazurs Collection of Periodic Systems Images (Finding Aid). Archived from the original on 27 March 2019. Retrieved 2 October 2018. {{cite book}}무시 website=(도움말) '도움말 찾기'를 클릭하여 전체 찾기 지원으로 이동합니다.
  269. ^ Francl, M. (May 2009). "Table manners" (PDF). Nature Chemistry. 1 (2): 97–98. Bibcode:2009NatCh...1...97F. doi:10.1038/nchem.183. PMID 21378810. Archived (PDF) from the original on 25 October 2012.
  270. ^ a b c Scerri, pp. 402–3
  271. ^ Scerri, Eric (29 January 2019). "Happy sesquicentennial to the periodic table of the elements". Oxford University Press. Archived from the original on 27 March 2019. Retrieved 12 April 2019.
  272. ^ Scerri, Eric (2021). "Various forms of the periodic table including the left-step table, the regularization of atomic number triads and first-member anomalies". ChemTexts. 8 (6). doi:10.1007/s40828-021-00157-8. S2CID 245540088.

서지학

더보기

  • Calvo, Miguel (2019). Construyendo la Tabla Periódica. Zaragoza, Spain: Prames. p. 407. ISBN 978-84-8321-908-9.
  • Emsley, J. (2011). "The Periodic Table". Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements (New ed.). Oxford: Oxford University Press. pp. 634–651. ISBN 978-0-19-960563-7.
  • Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Mary Virginia (2007). The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side. Oxford: Oxford University Press. p. 508. ISBN 978-0-19-938334-4.
  • Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
  • Rouvray, D.H.; King, R. B., eds. (2004). The Periodic Table: Into the 21st Century. Proceedings of the 2nd International Conference on the Periodic Table, part 1, Kananaskis Guest Ranch, Alberta, 14–20 July 2003. Baldock, Hertfordshire: Research Studies Press. ISBN 978-0-86380-292-8.
  • Rouvray, D.H.; King, R. B., eds. (2006). The Mathematics of the Periodic Table. Proceedings of the 2nd International Conference on the Periodic Table, part 2, Kananaskis Guest Ranch, Alberta, 14–20 July 2003. New York: Nova Science. ISBN 978-1-59454-259-6.
  • Scerri, E (n.d.). "Books on the Elements and the Periodic Table" (PDF). Archived (PDF) from the original on 11 August 2020. Retrieved 9 July 2018.
  • Scerri, E.; Restrepo, G, eds. (2018). Mendeleev to Oganesson: A Multidisciplinary Perspective on the Periodic Table. Proceedings of the 3rd International Conference on the Periodic Table, Cuzco, Peru 14–16 August 2012. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-86380-292-8.
  • van Spronsen, J. W. (1969). The Periodic System of Chemical Elements: A History of the First Hundred Years. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-40776-4.
  • Verde, M., ed. (1971). Atti del convegno Mendeleeviano: Periodicità e simmetrie nella struttura elementare della materia [Proceedings of the Mendeleevian conference: Periodicity and symmetry in the elementary structure of matter]. 1st International Conference on the Periodic Table, Torino-Roma, 15–21 September 1969. Torino: Accademia delle Scienze di Torino.

외부 링크