원소

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1. 개요2. 생성 과정3. 특징4. 목록

4.1. 별난 원자4.2. 어원4.3. 기호

5. 바닥상태 전자 배치6. 원소의 족7. 원소 랭킹8. 여담

8.1. 원소 수집

9. 관련 문서

1. 개요

원소(元素, element)는 원자번호에 의해 구별되는 한 종류만의 원자(原子)로 만들어진 물질 및 그 홑원소 물질의 구성요소를 말한다. 간단히 말해 어떤 입자의 수를 셀 때의 단위가 원자이고, 입자의 종류를 말할 때는 원소라고 하는 것이다.[1]

원소의 개수는 존재 가능한 원자의 종류수와 같다. 2024년 현재까지 공인된 원소의 개수는 118개다.[2] 자연적으로 존재하는 92개의 원소들은 20세기 중에 모두 발견되었고, 현재에도 전 세계의 고에너지 물리 연구시설에서 새로운 원소를 만들기 위한 실험이 계속 진행 중이다.

2. 생성 과정

자세한 내용은 핵합성 문서 참고하십시오.
새로운 원소가 탄생하려면 원래 원자의 원자핵을 다른 원자의 원자핵과 서로 핵력이 작용하는 거리까지 접근시켜야 하는데, 그 거리 전까지의 원자핵과 원자핵은 서로 반발[3]하므로 반발력을 뛰어넘는 1000만℃의 고온이 필요하다. 우주에서 1000만℃가 넘는 곳은 크게 다음의 5가지가 있다.

빅뱅 핵합성: 빅뱅 폭발 후 0.000006초 후 전자 안정화·중성자 생성과 함께 수소의 원자핵(양성자)이 생성되고, 1초 후 강한 핵력으로 인해 헬륨의 원자핵과 극소량의 리튬과 베릴륨의 원자핵도 생성되었다. 10만년 후 우주의 온도는 약 3,000 K까지 내려가서 전자가 원자핵과 결합하여 원자가 완성됐다.
항성 핵합성: 빅뱅 10억년 후 항성이 탄생하였고, 항성에서의 핵융합으로 인해 철까지의 원소가 차곡차곡 생성된다. 중원소 함량이나 별의 질량에 따라 생성되는 한계가 있는데, 이는 항성 문서의 적색 초거성 문단 참조. 철보다 무거워지면 생성되는 에너지보다 오히려 융합하는데 필요하는 에너지가 더 높아져서 철 이후의 원자핵은 이 과정으로는 만들어지지 않는다...지만 적색 거성에서 철 원자핵이 중성자를 포획하고 β- 붕괴를 하면서 느린 속도로 비스무트까지 만들어지기도 한다는 모양이다. 아무튼 항성이 생을 마치면서 생성된 원소들이 우주로 흩뿌려지며 성운을 생성한다.
초신성 폭발 핵합성: 철 이후 원소들은 거의 다 이 방식이다. 초신성 폭발에서는 양성자가 붕괴하여 중성자가 만들어지며 나오는 엄청난 에너지로 무거운 원자핵이 생성된다. 이 때의 핵융합은 주로 산소와 규소의 연소 과정에서 일어나는데, 니켈까지의 여러 원소들이 만들어져 초신성에서 방출된다. 니켈보다 무거운 원소들은 빠른 중성자 포획 후의 β붕괴나 빠른 양성자 포획으로 만들어진다. 초신성 폭발에서 만들어져 방출되는 무거운 원소들은 새로운 별을 만드는 재료가 되기도 한다. 납 이후의 원소들은 안정한 동위원소가 없고 방사성 붕괴를 하므로, 초신성 폭발로 생성되는 원소가 어디까지인지는 알 수 없고 흔히 92번 원소인 우라늄까지로 해석하기도 하지만, 자연에 존재하는 플루토늄 동위원소 244Pu도 초신성 폭발에서 r-과정으로 생성된 원시 원소인 것으로 여겨지고 있다고 한다. 시뮬레이션에 따르면 다름슈타튬보다 무거운 원소는 거의 생성되지 않는다고 하지만, 어쩌면 낮은 확률로 안정성의 섬에 있는 원소까지 합성될지도 모른다.[4]
우주선 핵합성: 리튬, 베릴륨, 붕소는 핵융합 과정에서 생성되는 양이 적을뿐더러 오히려 소모되는 원소이다. 따라서 이 원소들은 항성 핵합성 과정에서 만들어지기 어렵다. 그러나 우주에서 발생하는 고에너지 방사선인 우주선이 원자에 충돌하면 기존 원소의 핵이 분열되어[5] 항성 핵합성으로 만들어지기 어려운 가벼운 원소가 합성될 수 있다.
인공적 원소 합성: 인공 원소 참조. 참고

3. 특징

주변에서 볼 수 있는 여러 물체들은[6] 여러 원소들로 이루어져 있다. 이들의 성질을 반복되는 규칙에 따라 체계적으로 분류하여 나타낸 것이 주기율표이다.

104번 이후의 원소들은 실험실에서 생성되는 원소들로, 강력한 방사성을 가지고 있어서 눈깜짝할 새 생겨나고 반감기 때문에 붕괴해 버린다. 물론 안정성의 섬 이론에 따르면 중성자나 원자핵의 전자 수가 특정 숫자인 동위 원소의 경우에는 매직 넘버라는 현상으로 인해 반감기가 긴 것들로 추정되는 원소들이 있다. 그 중에서도 플레로븀-298, 운비닐륨-304, 운비헥슘-310, 운헥스쿼듐-482[7]가 이 섬 가운데에 위치하여 특히 더 안정할 것으로 보이지만, 이들을 합성하는 것은 오랜 난제이다. 충분히 안정한 동위 원소중 중성자를 충분히 공급할 동위 원소가 별로 없기 때문이다.(칼슘-48이 초중원소 원소 합성에 자주 사용되는 이유이다.)

이외에도 일부 원소들은 104번 이후여도 반감기가 긴 것도 있다. 예를 들어 러더포듐-265의 반감기는 약 13시간. 하지만 실험실에서 무거운 원소간의 인위적인 핵융합으로 생성되는 원자의 수는 거의 원자 한두 개 수준으로 생겨나므로 너무 작아서 실험은 제한적으로만 가능하며, 관찰은 아예 불가능하다. 반대로 104번 이전에도 매우 불안정한 원소가 존재한다. 현대 기술로는 수 초 이내에 원자 단위에서 화학적 또는 물리적 실험을 하는 것도 가능하므로 반감기가 너무 짧지 않은 플레로븀까지 성질이 연구될 수 있었다.

4. 목록

주기율표

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족

주기

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범례

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• 배경색: 위와 같은 원소 종류 분류

• 글자색: 표준 상태(298 K(25 °C), 1기압)에서의 원소 상태, ◆ 고체 · ◆ 액체 · ◆ 기체

• 밑줄: 자연계에 없는 인공 원소 혹은 극미량으로만 존재하는 원소로, 정확한 원자량을 측정하기 어려움

4.1. 별난 원자

일반적인 방식[8]과는 다른 구조를 띠는 원자.

4.2. 어원

자세한 내용은 원소/어원 목록 문서 참고하십시오.
한때 새로운 원소에 대해 나라마다 각기 자기가 지은 이름으로 정하기를 원해서 초기에는 분쟁이 잦았다. 자세한 건 아래 참고. 현재는 IUPAC에서 공인하는 이름을 사용하고 있다.

4.3. 기호

원소 기호

5. 바닥상태 전자 배치

바닥상태 전자 배치는 s오비탈은 1개, p오비탈은 3개, d오비탈은 5개, f오비탈은 7개..... 이런 식으로 진행된다. 전자 배치 시연 사이트

[ 바닥상태 전자 배치 펼치기 · 접기 ]

* 1번 H 1s1~1족[9]

2번 He 1s2[10]~비활성 기체
3번 Li 1s2,2s1~알칼리 금속
4번 Be 1s2,2s2~알칼리 토금속
5번 B 1s2,2s2,2p1~준금속, 붕소족
6번 C 1s2,2s2,2p2~탄소족
7번 N 1s2,2s2,2p3~질소족(닉토젠 원소)
8번 O 1s2,2s2,2p4~산소족(칼코젠 원소)
9번 F(플루오르 / 불소) 1s2,2s2,2p5~할로젠 원소[11]
10번 Ne 1s2,2s2,2p6~비활성 기체
11번 Na(나트륨) 1s2,2s2,2p6,3s1~알칼리 금속
12번 Mg 1s2,2s2,2p6,3s2~알칼리 토금속
13번 Al 1s2,2s2,2p6,3s2,3p1~전이후금속, 붕소족
14번 Si 1s2,2s2,2p6,3s2,3p2~준금속, 탄소족
15번 P 1s2,2s2,2p6,3s2,3p3~질소족(닉토젠 원소)
16번 S 1s2,2s2,2p6,3s2,3p4~산소족(칼코겐 원소)
17번 Cl 1s2,2s2,2p6,3s2,3p5~할로젠 원소
18번 Ar 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6~비활성 기체
19번 K(칼륨) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s1~알칼리 금속
20번 Ca 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2~알칼리 토금속
21번 Sc 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d1~전이금속
22번 Ti(티탄, 티타늄) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d2~전이금속
23번 V 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d3~전이금속
24번 Cr(크롬) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s1,3d5[12]~전이금속
25번 Mn(망간) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d5~전이금속
26번 Fe 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d6~전이금속
27번 Co 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d7~전이금속
28번 Ni 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d8~전이금속
29번 Cu 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s1,3d10-전이금속
30번 Zn 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10~전이금속
31번 Ga 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p1~전이후금속, 붕소족
32번 Ge(게르마늄) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p2~준금속, 탄소족
33번 As 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p3~준금속,질소족(닉토젠 원소)
34번 Se(셀렌) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p4~산소족(칼코겐 원소)
35번 Br(브롬, 취소) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p5~할로젠 원소
36번 Kr 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6~비활성 기체
37번 Rb 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s1~알칼리 금속
38번 Sr 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2~알칼리 토금속
39번 Y 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d1~전이금속
40번 Zr 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d2~전이금속
41번 Nb(니오브) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s1,4d4~전이금속
42번 Mo(몰리브덴, 수연) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s1,4d5~전이금토
43번 Tc 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d5~전이금속[13]
44번 Ru 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s1,4d7~전이금속
45번 Rh 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s1,4d8~전이금속
46번 Pd 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,4d10[14]~전이금속
47번 Ag 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s1,4d10~전이금속
48번 Cd 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10~전이금속
49번 In 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p1~전이후금속, 붕소족
50번 Sn 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p2~전이후금속, 탄소족
51번 Sb(안티몬) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p3~준금속, 질소족(닉토젠 원소)
52번 Te(텔루르) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p4~준금속, 산소족(칼코겐 원소)
53번 I(요오드, 옥소) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p5~할로젠 원소
54번 Xe(크세논) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6[15]~비활성 기체
55번 Cs 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s1[16]~알칼리 금속
56번 Ba 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2~알칼리 토금속
57번 La(란탄) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,5d1~란타넘족 원소
58번 Ce 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f1,5d1~란타넘족 원소
59번 Pr 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f3~란타넘족 원소
60번 Nd 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f4~란타넘족 원소
61번 Pm 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f5~란타넘족 원소[17]
62번 Sm 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f6~란타넘족 원소
63번 Eu 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f7~란타넘족 원소
64번 Gd 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f7,5d1~란타넘족 원소
65번 Tb(테르븀) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f9~란타넘족 원소
66번 Dy 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f10~란타넘족 원소
67번 Ho 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f11~란타넘족 원소
68번 Er(에르븀) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f12~란타넘족 원소
69번 Tm 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f13~란타넘족 원소
70번 Yb(이테르븀) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14~란타넘족 원소
71번 Lu 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d1~란타넘족 원소[18]
72번 Hf 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d2~전이금속
73번 Ta(탄탈) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d3~전이금속
74번 W 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d4~전이금속
75번 Re 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d5~전이금속
76번 Os 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d6~전이금속
77번 Ir 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d7~전이금속
78번 Pt 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s1,4f14,5d9~전이금속
79번 Au 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s1,4f14,5d10~전이금속
80번 Hg 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10~전이금속
81번 Tl 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p1~전이후금속, 붕소족
82번 Pb 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p2~전이후금속, 탄소족
83번 Bi(창연) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p3~,전이후금속질소족(닉토젠 원소)[19]
84번 Po 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p4~준금속, 산소족(칼코겐 원소)[20]
85번 At 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p5~할로젠 원소, 준금속?[21][22]
86번 Rn 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6~비활성 기체[23]
87번 Fr 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s1~알칼리 금속[24]
88번 Ra 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2~알칼리 토금속
89번 Ac 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,6d1~악티늄족 원소
90번 Th 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,6d2~악티늄족 원소
91번 Pa(프로탁티늄) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f2,6d1~악티늄족 원소
92번 U 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f3,6d1~악티늄족 원소
93번 Np 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f4,6d1~악티늄족 원소
94번 Pu 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f6~악티늄족 원소[25]
95번 Am 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f7~악티늄족 원소
96번 Cm 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f8~악티늄족 원소
97번 Bk 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f9~악티늄족 원소
98번 Cf(칼리포늄) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f10~악티늄족 원소[26]
99번 Es 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f11~악티늄족 원소[27]
100번 Fm 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f12~악티늄족 원소[28]
101번 Md 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f13~악티늄족 원소
102번 No 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14~악티늄족 원소
103번 Lr 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d1~악티늄족 원소
104번 Rf 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d2~전이금속
105번 Db1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d3~전이금속[29]
106번 Sg 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d4~전이금속
107번 Bh 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d5~전이금속
108번 Hs 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d6~전이금속[30]
109번 Mt 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d7~전이금속
110번 Ds 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d8~전이금속
111번 Rg 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d9~전이금속
112번 Cn 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10~전이금속[31][32]
113번 Nh 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10,7p1~전이후금속, 붕소족
114번 Fl 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10,7p2~전이후금속, 탄소족[33]
115번 Mc 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10,7p3~전이후금속, 질소족(닉토젠 원소)
116번 Lv 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10,7p4~전이후금속, 산소족(칼코겐 원소)
117번 Ts 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10,7p5~할로젠 원소, 준금속?[34]
118번 Og 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6,7s2,5f14,6d10,7p6~비활성 기체,준금속? [35][36]

6. 원소의 족

전형원소 (1~2족, 13~18족)

알칼리 금속 (1족)
알칼리 토금속 (2족)

전이 원소 (3~12족)

희토류 원소 (3족)

란타넘족
악티늄족 (경우에 따라)

전이후 금속 / 준금속 [38] / 비금속 (13~16족)

붕소족 원소 (13족)

알루미늄족 원소

탄소족 원소 (14족)
질소족 원소 (15족)
산소족 원소 (16족)

할로젠 원소 (17족)
비활성 기체(18족, 대부분 희가스, 0족 기체)
초악티늄족 원소

~~8주기 원소~~(확인되지 않음)
~~9주기 원소~~(확인되지 않음)
~~10주기 원소~~(확인되지 않음)

7. 원소 랭킹

지각 존재비

앞에서

#1 - 산소[39]
#2 - 규소
#3 - 알루미늄

뒤에서

#3 - 라돈
#2 - 프랑슘
#1 - 아스타틴

안정 동위원소 수

앞에서

#1 - 주석(10개)
#2 - 제논(8개)

뒤에서

#1 - 테크네튬, 프로메튬, 비스무트 이후의 모든 원소(0개)

전자 친화도

앞에서

#1 - 염소
#2 - 플루오린

원자의 크기
※ 원자의 크기를 알 수 없는 원소는 순위에서 제외

앞에서

#1 - 세슘
#2 - 루비듐
#3 - 바륨

뒤에서

#3 - 플루오린
#2 - 수소
#1 - 헬륨

8. 여담

원소에서 금속을 뜻하는 접미사인 -ium을 이용하여[40] 끝말잇기 한방단어로도 자주 쓰인다.

이영돈이 먹거리 X파일에서 이 원소 이름을 갖고 장난질해서 방송에 써먹는 걸 즐기며 가장 대표적인 예가 소듐 클로라이드. 그 외에 DHMO(일산화이수소)등도 장난에 많이 이용된다.

시험에는 1~20번 원소까지의 전기음성도와 4주기 전이 원소인 21~30번 원소가 많이 나오므로 30번 아연까지는 외워놓는 게 좋다.

원소(元素)라는 명칭은 19세기초 에도 시대 난학자인 우다가와 요안[宇田川榕菴]이 고안해 낸 용어로써 네덜란드어 Grondstof를 번역차용하였다.[41] 우다가와 요안은 이 외에도 수소, 산소, 질소, 백금 등 한자로 이루어진 원소명들을 고안했다. 이처럼 원소, 화학 용어들의 대부분이 일본어에서 온 것들이 많아서, 20세기 초에는 김두봉을 포함한 국문학자들이 순우리말로 번역하려는 시도[42]가 있었지만 화학 원소의 명칭은 순화하지 않았다.

순우리말로 된 원소는 딱 두 개뿐이다. 구리와 납 [43].

한자어로 된 원소는 수소, 붕소, 탄소, 질소, 산소, 규소, 인, 황, 염소, 철, 아연, 비소, 은, 주석 [44], 백금, 금, 수은으로 17개이다.

현재 학계명은 외래어이나, 과거에 한자어로 쓰인, 혹은 이명이 한자어로 존재하는 원소는 불소, 취소, 수연, 옥소, 창연 등이 있다.

8.1. 원소 수집

모든 분야에 수집가가 있듯이, 원소쪽에도 수집가가 있다. 원소 수집 참조. 세간에 잘 알려진 사람은 미국의 시어도어 그레이(Theodore Gray)로, 저서인 《원소》(The Elements)는 대한민국에서도 사볼 수 있다. 사실 이 사람은 덕업일치는 아니고, Wolfram Alpha와 매스매티카를 만든 울프럼 리서치의 공동 설립자겸, 유저 인터페이스 분야 디렉터다. 자리빨인지 모르겠지만, 프로버전이 아닌 울프럼알파의 광고에 자기 책의 앱 광고를 넣기도 했다. 위 영상은 실제로 국내 유튜버가 직접 찾아가 인터뷰한 내용이다.

9. 관련 문서

방사성 원소

매직넘버

[1] 가령 '수소'는 원소의 이름이고 이에 대한 입자는 수소 원자라고 한다. 즉, 원자의 종류가 원소이고, 원소의 셈 단위가 원자인 것.[2] 2012년 5월 114번, 116번 원소가 각각 플레로븀(Fl), 리버모륨(Lv)이란 이름을 얻으면서 공식으로 인정받았다. 그리고 2016년 6월 8일 113번, 115번, 117번, 118번 원소가 각각 니호늄(Nh), 모스코븀(Mc), 테네신(Ts), 오가네손(Og)이란 이름을 얻으면서 공식으로 인정받았다.[3] 척력이라고 한다. 자석의 같은 극이 서로 밀어내는 그것.[4] 감람석 등 일부 광물에서 이러한 원소들의 붕괴 흔적으로 추정되는 흔적이 발견되었다.[5] 철보다 가벼운 원소는 핵분열 과정에서 오히려 에너지를 흡수한다.[6] 대기에는 질소와 산소가 가장 많이, 지각에는 산소와 규소가 제일 많이 함유되어 있다. 사람의 몸은 산소, 탄소, 수소, 질소, 인, 칼슘 등으로 구성되어있다.[7] 2번째 안정성의 섬에 속한다.[8] 양성자+중성자+전자[9] 일단은 원소 주기율표상에서 알칼리금속과 같은 족이나, 화학적 성질이 여타의 알칼리 금속과는 다른점도 많기 때문에 이렇게 서술하였다.[10] 다른 비활성 기체들은 최외곽 전자배치가 전부 ns2,np6(2<n인 자연수)인데, 이 녀석만 특이하게도 최외곽 전자배치가 1s2이다. 그래서 그런지 몇몇 학자들은 헬륨을 알칼리토금속(2족원소)의 1주기에 배치해야한다고 주장하기도 한다.(알칼리토금속의 최외곽 전자배치가 ns2(1<n인 자연수)이다).[11] 현재까지 밝혀진 모든 원소들 중에서 일반적인 환경[45]에서 전자를 다른 원소로부터 빼앗는 쪽으로 가장 반응성이 좋은 원소이다. Cs과는 정반대 성향의 원소라고 할 수 있다.[12] 전자배치가 이렇게 된 이유는, 4s오비탈과 3d오비탈의 에너지준위가 비슷한데, 이로 인하여 불안정 요소가 생겨나자, 파울리 배타원리와[46] 훈트규칙[47]을 만족시키기 위해서 4s오비탈의 전자 1개를 3d오비탈로 옮겼기 때문이다. 전이금속류에서는 이러한 특성때문에 이 원소 하나뿐만이 아니라, 여러 전이금속 원소들이 이와 비슷한 전자배치 형식을 띤다.[13] 이 원소는 특이하게도 83번 원소 이전의 안정적인 원소들 사이에서 Pm과 함께 유이하게 방사성을 지닌 원소이다.(안정적인 동위원소가 단 1종류도 없는 유이한 83번 이전 원소이다)[14] 이 원소는 특이하게도 4s,4d,4p오비탈 전부 합해서 최외곽 전자가 18개인 괴상한 전자배치를 가진 원소인데, 위쪽의 몇몇 전이금속원소들보다도 더욱 극단적인 케이스이다. 그래서 그런지 반응성이 극단적이기로 유명한 원소계의 일진인 플루오린과도 섭씨 300도가 넘어가야 반응한다.[15] 크립톤이나 제논같이 무거운 비활성기체들은 그 명칭이 무색하게도 다른 원소와 반응하는 경우가 의외로 있다. 대표적인 예가 XeF4,XeF6,XeO4,KrF4등이 있다.[16] 현재 기술로 대량생산과 장기보관이 가능한 원소들중에서 전자를 잃는 쪽으로 가장 반응성이 좋은 원소로(플루오린과는 정반대이다),이 원소를 단 2g만 원통형 플라스틱 수조(학교 실험실에서 흔히 볼 수 있는 그거 맞다)에 넣어도 플라스틱 수조가 개박살이 날 지경이니 말 다했다. 그래서 같은 1족 원소인 루비듐이나 이 원소를 구매할 때에는 진공포장해서 판매한다.(흔히들 반응성이 무지막지하다고 알고 있는 칼륨까지는 아르곤기체에 박아넣어서 판매하지만 이 두 원소는 아르곤 기체로도 답없는 미칠 듯한 반응성을 지닌 원소들이라 이런 조치를 취해둔다) 물론 이런 저주받은 반응성때문인지 개인에게 파는 일은 없다고 보면 된다.[17] 이 원소는 위에서 봤듯이, 83번 이전의 안정적인 원소들 사이에서 Tc과 함께 유이하게 방사성을 지닌 원소이다.(안정적인 동위원소가 단 1종류도 없는 원소이다)[18] 예전의 명칭(발견 당시에 독일 등지에서 불렸던 명칭)은 ''카시오페이움(Cp)이다. 이 때문인지 Cn에 들어가봐도 알겠지만, Cn의 원래 이름을 Cp로 지을려 했으나, 이 원소 때문에 어쩔수 없이 Cn으로 확정지었다.[19] 이 원소는 한때 안정적인 동위원소를 지닌 마지막 원소로 생각되었으나, 연구결과 이 원소도 안정적인 동위원소가 단 1종류도 없는 방사성 원소로 밝혀졌다....라지만 이 원소의 제일 안정적인 동워윈소인 209Bi의 반감기(물질의 양이 처음의 절반으로 줄어드는 시간)는 2.01 x 10^19년(현재 우주나이(약 137억년)의 약 14만 6715만 배에 달한다)이어서, 사실상 안정원소로 취급해도 된다고 한다. 애초에 현재까지의 우주의 나이를 1년으로 줄인다고 쳐도, 209Bi 1몰의 절반이 붕괴하려면 같은 비율로 따졌을 때 13억 년이 넘게 걸린다.[20] 이 원소는 독성이 무지막지하게 강해서 LD50(반수치사량)이 청산가리의 무려 25만 배 이상에 달한다고 한다. 그리고 이러한 무지막지하게 강력한 독성을 영 안 좋은 방식으로 이용한 분야의 대표격은 그 유명한 방사능 홍차사건이다. 자세한것은 항목 참고.[21] 자연에서 발견되는 원소들중에서, 그나마 제일 안정적인 동위원소의 반감기가 Fr다음으로 짧고[48]프랑슘이나 초우라늄족 원소같은 극단적으로 수명이 짧은 원소들을 제외하면 현재 지구상에서 제일 양이 적은 원소이다.(전 지구의 지각에서 단 10g남짓만 있을 거라고 한다. 참고로 2위는 Po)[22] 준금속?이라고 서술한 이유는 아스타틴의 준금속성 여부에 대해서 책에 따라 준금속으로 분류되는 경우도 있고, 아닌 경우도 있기 때문에 이러한 표기를 하게 되었다.[23] 이 원소는 이 원소보다 무거운 방사성 원소들의 붕괴과정에 놓여있는 원소들 중에서 유일하게 기체여서, 건강을 해칠 위험성이 다른 방사성 원소보다도 더 많은 원소이다[24] 이 원소는 앞에서 말했다시피 제일 안정적인 동위원소의 반감기가 겨우 22분남짓이라서 105번 이전의 모든 원소들중에서 가장 불안정한 원소이다.[25] 자연계에서 발견되는 원소들 중에서는 사실상 우라늄과 함께 제일 마지막 원소이다.(정확히는 우라늄의 중성자 포획으로 생성되며 원시 동위원소 Pu-244도 극미량 있다) 물론, 초신성 폭발 때에는 더 무거운 원소들도 합성되지만 워낙에 불안정하고 생성되는 양도 적은데다가, 그나마도 105번을 넘어가면 거의 생성되지 않는다.(생성죄어도 얼마 안 가 절멸 핵종이 되므로 이 원소와 92번이 자연계에서 발견되는 제일 무거운 원소라 생각하면 된다)[26] 현재까지 생산되는 원소들 중에서 실용적인 용도(중성자 생산원)가 있는 제일 높은 번호의 원소이다. 이 이상은 불안정하고 모으기도 힘들다[27] 현재까지 육안으로 직접 순수한 원소의 형태를 볼 수 있는 마지막 원소이다. 이 이상의 원소들은 육안으로 관측하기에는 충분하지 않은 수준의 양만 생산되기 때문이다.[28] 현대 원자로에서 핵합성(중성자 포획등)으로 생산가능한 마지막 원소이다. 페르뮴 동위원소중 매우 짧은 반감기를 가지는 Fm-258이 장벽 역할을 하기 때문이다.[29] 초신성에서 합성 가능한 가장 무거운 원소로 추측된다.[30] 현재까지 만들어진 화합물중에서 가장 높은 번호의 원자를 포함한 화합물인 HsO4(사산화 하슘, 성질은 OsO4(사산화 오스뮴)과 비슷할것으로 생각된다)에 포함되는 원소이다.[31] Lu항목에 들어가보면 알겠지만, 이 원소는 원래 기호를 Cp로 하려 했으나, 피치못할 사정으로 인하여 이름을 Cp→Cn으로 바꾸게 된 원소이다[32] 코페르니슘 이후부터는 전자의 공전 속도가 광속에 가까워짐에 따라 상대론적 효과가 발생하여 주기성을 깨는 원소들이 빈번히 등장할 것으로 예상되고 있으므로 주기율표상의 위치만으로 원소의 성질을 정확히 예측하는 것은 어려울 것으로 보인다.[33] 물리적/화학적 성질이 연구된 가장 무거운 원소이다. 실험에 따르면 끓는점이 -60℃일 것으로 추측되는데, 기체 금속일 가능성이 높다. 아직 발견되지 않은 Fl-298은 안정성의 섬 중앙에 위치할 것으로 예측되고 있다.[34] 물음표가 쓰인 이유는 2주기부터 B,Si,Ge,As,Sb,Te,Po,At(추정)으로 대각선으로 내려오면서 이어지는 라인에 이 원소와 오가네손이 걸치는 데다가 각종 수학적 물리학적 예측에서 전자껍질이 상당히 비대한 편이기 때문에 전자를 잃는 방향으로의 반응성이 여타의 할로젠 원소 및 비활성 기체들보다도 훨씬 좋을 것으로 예측되었기 때문이다. 하지만, 애초에 플레로븀보다 원소 번호가 큰 초우라늄 원소들은 성질을 연구하기에는 너무 반감기가 짧으며, 심하면 1/1000초 단위로만 존재하는 원소이니만큼 현재까지 정확한 화학적 성질이 밝혀지지 않았기 때문에 아직까지는 추측에 불과할 뿐이며, 그 때문에 이렇게 서술하게 된 것이다.[35] 현재까지 발견된 원소들 중에서 제일 번호가 높은 원소이다. 다음 원소가 있다면, Uue(우누넨늄)→Ubn(운비닐륨)→Ubu(운비우늄)→··· 순으로 나갈것으로 예상된다. 물음표가 쓰인 이유는, 상술했다시피 원소 주기율표의 준금속라인에 위치해있기 때문에 준금속의 성질도 지닐 것으로 추측된다. 또한 고체일 가능성이 높다고 한다.[36] 이 원소부터는 전자가 정해진 궤도를 가지지 않고 무질서하게 공전하는 "페르미 기체"를 이룰 가능성이 있다.[37] 12족 원소의 경우 d 오비탈에 전자가 모두 차 있어서 기타 전이 원소들과 성질이 다른 점이 있다. 그래서 전이 원소가 아닌 전형 원소로 분류하자는 주장도 있고, 또 그렇게 분류해 놓은 책도 있다. 하지만 대개는 전이 원소에 포함시키는 것이 관례.[38] 반금속이라고도 하지만, 대부분 준금속이란 용어를 더 많이 쓴다.[39] 지각 전체의 거의 절반을 차지한다.[40] 헬륨은 금속이 아니라서 금속 접미사인 -ium을 쓰지 않고 '헬론(helon)' 같은 식으로 불러야 하지만 과거에 헬륨이 발견되기 이전에는 헬륨을 금속으로 생각했던지라 금속 접미사가 붙었다. 자세한 것은 헬륨 문서 참조.[41] 밑바탕을 뜻하는 Grond와 물건, 물질을 뜻하는 stof를 으뜸 원(元)과 본디 소(素)를 이용해 번역하였다. 또한 元과 素 모두 일본어 훈독으로는 もと(모토)라는 훈독을 가지고, 이는 밑, 바탕을 뜻하기도 한다.[42] 화학을 '되결갈', 화학적 변화를 '되결의 따되'[43] '납'의 경우, 鑞와 연관을 짓는 견해도 존재한다.[44] '석'이라는 이명도 존재하나 이 역시 한자어이다.

[45] 특별한 경우에 몇몇 원소는 일시적으로 플루오린보다도 더욱 강력한 이온화 능력(전자를 빼앗는 능력)을 지닐 수가 있다. 대표적인 경우가 바로 알파 입자이다. 이것은 U,Pu같은 방사성 원소들의 핵이 붕괴할 때 핵에서 분리돼서 고속으로 튀어나가는 방사선인데, 정체는 바로 He-4(질량수 4인 헬륨의 동위원소)의 원자핵으로, +2가로 이온화된 형태이다. 문제는 여러가지 방사선들 중에서 생명체에게 특히 치명적인 방사선이라는 점인데 생체에 특히 치명적인 이유가 바로 무거운 질량으로 고속으로 움직이면서 근처에 화합물이 있으면, 해당 화합물들에서 2개의 전자를 강제로 빼앗아서 0가 헬륨 원자로 안정화되려고 하는데, 만약 그 화합물이 DNA와 같은 생체에 중요한 유기화합물이면 알파입자의 파괴행위로 인해 구조가 부서져버리기 때문이다.[46] 한개의 오비탈에는 최대 2개의 전자만 들어갈 수 있고, 각 전자의 스핀은 서로 정 반대(전자 1개의 스핀이 up이면 다른 1개는 down 이런 식)여야 한다[47] 에너지준위가 같거나, 거의 비슷한 오비탈에는 전자 2개가 한 번에 들어가는것보다 에너지 준위가 같거나 거의 비슷한 다른 오비탈들에 최대한 분산해서 들어가는것이 더욱 안정하게 된다[48] 8.7시간, 참고로 Fr은 제일 안정적인 동위원소의 반감기가 겨우 22분이다. 무슨말이냐면, 기껏 힘들게 모아놓은 프랑슘 덩어리가 22분마다 다른 원소로 붕괴하게 된다는 뜻이다. 그전에 극도로 강력한 방사성으로 인해서 기체상태로 증발해버리겠지만 말이다.