M04 주기율표와 같은 족 원소의 성질

과학화학중229쪽물질의 구성

원자 번호 · 양성자 수 · 주기율표 · 주기 · 족 · 멘델레예프 · 모즐리 · 화학적 성질 · 리튬 · 나트륨 · 칼륨 · 1족 · 금속 광택 · 기름 속 보관 · 헬륨 · 네온 · 아르곤 · 18족 · 전자 배치 · 가장 바깥쪽 전자

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이 자료는

중2 과학 「물질의 구성」의 네 번째 소단원, 주기율표를 다루는 학습지입니다. '원자 번호만 알면 중성자 수도 알 수 있을까?', 'He의 원자 번호는 2인데 왜 2족이 아닐까?', '같은 족이면 반응의 빠르기까지 같을까?'처럼 학생들이 실제로 헷갈려 하는 질문을 하나씩 골라 답하는 방식으로 되어 있습니다.

원자 번호 1~20의 위치를 나타낸 주기율표 자료, 기름 속에 보관한 나트륨 그림, 헬륨 풍선·네온 발광관·백열전구로 본 18족 원소의 이용 그림이 들어 있습니다. 리튬·나트륨·칼륨의 공통 성질은 학습용 관찰 기록으로 읽으며, 관찰한 사실과 그 사실에서 판단하는 내용을 구별하는 연습을 합니다. 보충에서는 같은 족의 성질이 비슷한 까닭을 가장 바깥쪽 전자 수와 연결합니다.

뒤쪽에 확인 문제 54개와 정답·해설이 있습니다.

미리보기

실제 학습지의 일부입니다. 누르면 크게 볼 수 있습니다.

핵심 정리 · 주기율표와 같은 족 원소의 성질

학습지의 질문과 답을 짧게 정리했습니다. 자료와 확인 문제는 PDF에 있습니다.

원자 번호는 무엇을 뜻하나요?

원자 번호는 원자핵 속 양성자 수입니다. 양성자 수가 다르면 원소의 종류도 다르므로 원소를 구별하는 번호로 씁니다. 전기적으로 중성인 원자에서는 원자 번호 = 양성자 수 = 전자 수입니다. 다만 원자 번호만으로는 중성자 수를 정할 수 없습니다.

주기율표는 어떤 기준으로 배열한 표인가요?

원소를 원자 번호 순서로 배열하면서 화학적 성질이 비슷한 원소들이 같은 세로줄에 오도록 정리한 표입니다. 멘델레예프는 원자들의 질량을 비교한 값과 성질의 규칙성으로 원소를 배열하며 빈자리를 남겨 두었고, 이후 모즐리의 연구가 원소의 규칙성을 원자 번호와 연결하는 데 기여했습니다. 현재 배열 기준은 원자 번호입니다.

주기와 족은 무엇이 다른가요?

주기는 가로줄, 족은 세로줄이며 전체 주기율표에는 1~7주기와 1~18족이 있습니다. 원자 번호와 주기·족 번호는 서로 다른 정보입니다. 예를 들어 Mg는 원자 번호 12, 3주기, 2족입니다. He의 원자 번호는 2이지만 He가 있는 세로줄은 18족입니다.

같은 족이면 같은 원소인가요?

아닙니다. 같은 원소인지는 양성자 수, 곧 원자 번호로 판단합니다. Li·Na·K는 모두 1족이지만 양성자 수가 3개, 11개, 19개로 다른 원소입니다. 같은 족 원소는 대체로 화학적 성질이 비슷하지만, 원자 크기·질량이나 반응의 빠르기까지 같다고 정할 수는 없습니다.

수소를 제외한 1족 원소(리튬·나트륨·칼륨)는 어떤 성질이 있나요?

상온에서 쉽게 잘릴 정도로 무른 고체 금속이고, 새 표면은 은백색의 금속 광택을 띱니다. 밀도가 다른 금속에 비해 비교적 작고, 산소와 잘 반응해 공기 중에서 광택을 잃으며, 물과 잘 반응해 수소 기체가 발생합니다. 수소도 1족에 있지만 상온에서 기체이고 무른 금속이 아니므로 이 설명에서 제외합니다.

나트륨을 기름(석유 등) 속에 보관하는 까닭은 무엇인가요?

나트륨은 공기 중 산소나 물과 잘 반응하기 때문입니다. 기름 속에 잠기게 보관하면 산소나 물과 직접 닿는 것을 줄일 수 있습니다. 기름이 나트륨을 다른 원소로 바꾸는 것은 아닙니다.

헬륨·네온·아르곤은 어떤 성질이 있고 어디에 이용하나요?

18족인 He·Ne·Ar은 상온에서 기체이고 다른 물질과 잘 반응하지 않습니다. 헬륨은 공기보다 밀도가 작아 풍선·비행선에, 네온은 관에 넣고 전류를 흘리면 빛을 내므로 광고용 간판에, 아르곤은 잘 반응하지 않으므로 용접 부위를 보호하는 기체나 일부 백열전구의 충전 기체로 씁니다.

양성자 수가 다른데 같은 족 원소의 성질은 왜 비슷한가요?

같은 족 원소의 비슷한 화학적 성질은 바깥쪽 전자 배치와 관련이 있습니다. 중성 원자 Li·Na·K는 전체 전자 수가 3·11·19로 다르지만 가장 바깥쪽 전자 수는 모두 1개입니다. He의 바깥쪽 전자는 2개, Ne·Ar은 8개이므로 '18족은 바깥쪽 전자가 18개'나 '모두 8개'라고 생각하면 안 됩니다.

핵심 용어

원자 번호: 원자핵 속 양성자 수
주기: 주기율표의 가로줄(1~7주기)
족: 주기율표의 세로줄(1~18족)
화학적 성질: 다른 물질과 반응하는 방식이나 경향 같은 성질
밀도: 단위 부피의 질량
전자 배치: 원자핵 주위의 전자들이 놓이는 방식
가장 바깥쪽 전자: 전자가 있는 층 가운데 가장 바깥 층에 있는 전자

다 풀고 나면

원자 번호가 양성자 수임을 알고, 중성 원자의 전자 수와 연결할 수 있다.
주기율표에서 원소의 주기와 족을 읽고, 원자 번호와 구별할 수 있다.
'같은 원소'와 '같은 족'을 구별하고, 같은 족에서 예상할 수 있는 것과 없는 것을 말할 수 있다.
수소를 제외한 1족 원소와 18족 원소의 성질을 이용과 연결해 설명할 수 있다.
관찰한 사실과 그 사실에서 판단하는 내용을 구별해 기록을 해석할 수 있다.

이렇게 풀면 됩니다

1번 주제부터 차례로 읽되, 각 질문(Q)을 먼저 보고 내 답을 한 번 말해 본 뒤 설명을 읽습니다.
자료 1 주기율표는 보이는 열을 세지 말고 각 열 위에 적힌 족 번호를 읽습니다. 원자 번호·주기·족을 따로 구별해 적어 봅니다.
확인 문제를 풀고 틀린 문제는 해설을 본 뒤 해당 주제로 돌아가 다시 읽습니다.

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