궁금해결

주기율표

주기율표(週期律表)는 화학 원소를 가로줄('주기')과 세로줄('족')로 정렬한 표예요.

핵심 정리 기준
배열 기준
원자 번호 순서, 성질이 대략 반복돼요
최초의 표
1869년 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프
알려진 원소
2010년 기준 118개
자연에 존재하는 원소
원자 번호 94번까지
분류
화학 도구
멘델레예프가 손으로 그린 주기율표 원고
사진 출처: Scotted400(CC0)(자르고 색을 조정함) · commons.wikimedia.org

주기율표는 어떻게 짜여 있나요?

원소를 원자 번호 순서로 배열하면 성질이 대략 되풀이돼요. 같은 족에 속하는 원소는 비슷한 화학적 특성을 보이고, 표는 구역이라 불리는 네 개의 직사각형 영역으로 나뉘어요. 각 원소는 원자핵의 양성자 수를 나타내는 고유한 원자 번호를 가지고, 수소는 1번, 헬륨은 2번, 리튬은 3번이에요.

어떤 경향이 있나요?

위키백과는 금속 특성이 족을 따라 아래로 갈수록, 주기를 따라 오른쪽에서 왼쪽으로 갈수록 강해진다고 설명해요. 비금속 특성은 표의 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 갈수록 강해져요.

누가 만들었나요?

일반적으로 받아들여지는 최초의 주기율표는 1869년 멘델레예프가 원자 질량에 따른 화학적 특성의 주기성으로 만들었어요. 당시에는 모든 원소가 알려지지 않아 표에 빈칸이 있었고, 멘델레예프는 주기율로 일부 미지 원소의 성질을 예측했어요.

시기내용
1869년멘델레예프의 주기율표
20세기 초원자 번호와 양자역학의 발견으로 주기율 특성 설명
1945년글렌 시보그가 악티늄족이 f-구역 원소임을 발견, 현대적 형태 완성
2010년118개 원소가 알려져 첫 7개 줄 완성

아직 확장되나요?

자연에는 원자 번호 94번까지의 원소만 존재하고, 더 높은 원소는 실험실에서 합성해야 해요. 새 원소가 발견되면 7줄을 넘어 확장할 수 있지만 몇 개나 더 합성할 수 있는지는 알려지지 않았어요. 이론 계산으로는 이 미지 영역이 지금까지의 패턴을 따르지 않을 수 있다고 해요.

18개 족에는 어떤 이름이 붙나요?

국제 명명 규칙에 따라 족은 가장 왼쪽 열인 알칼리 금속부터 가장 오른쪽 열인 비활성 기체까지 1번에서 18번으로 매겨요. f-구역 원소는 이 번호에서 빠져요. 1988년에 IUPAC가 이 1~18 번호 체계를 쓰기 시작하면서 로마 숫자(I~VIII)로 부르던 옛 족 이름은 폐기됐어요. 주요 족 이름은 아래와 같아요.

족이름알아 둘 점
1족알칼리 금속IUPAC가 인정하는 족 이름이에요. 수소는 보통 1족에 놓지만 알칼리 금속과 달리 표준 조건에서 이원자 비금속 기체예요
2족알칼리 토금속IUPAC가 인정하는 족 이름이에요. 일본에서는 베릴륨과 마그네슘을 알칼리 토금속에서 빼는 일이 많아요
3족스칸듐족첫 원소 이름을 따서 불러요. 어떤 원소가 3족에 들어가는지는 아직 의견이 갈려요
6족크로뮴족첫 원소 이름을 따서 불러요
13~16족13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소IUPAC가 인정하는 이름이에요
17족할로젠IUPAC가 인정하는 족 이름이에요
18족비활성 기체헬륨은 바깥 껍질 전자가 2개로 다른 비활성 기체(8개)와 다르지만 성질이 가장 비슷해 18족에 놓아요. 헬륨을 2족으로 옮기자는 제안은 1988년 IUPAC에서 거부됐어요

3족은 스칸듐, 이트륨 아래에 루테튬과 로렌슘을 놓는 형태가 전자 배열과 더 잘 맞는다고 보며, 이 배치는 1988년과 2021년 IUPAC 보고서에서 지지됐어요. 그래도 란타넘과 악티늄을 놓는 표가 여전히 쓰이는데, 대부분의 교과서 저자가 이 문제를 알지 못하기 때문이라고 위키백과는 설명해요.

주기율표는 어떤 원리로 짜였나요?

주기율표는 원자의 전자 배열이 규칙적으로 되풀이된다는 사실을 그림으로 옮긴 표예요. 원소는 원자 번호 순서로 놓이고, 새로운 전자 껍질에 첫 전자가 채워질 때 새 줄(주기)이 시작돼요. 같은 열(족)의 원소는 특정 부껍질에 같은 수의 전자를 가져요. 예를 들어 산소, 황, 셀레늄은 모두 가장 바깥쪽 p 부껍질에 전자가 네 개라서 같은 족이에요.

전자는 껍질, 부껍질, 궤도에 차례로 채워져요. 궤도 하나에는 전자가 최대 두 개 들어가고, s 부껍질은 궤도 1개, p는 3개, d는 5개, f는 7개를 가져서 부껍질마다 최대 2개, 6개, 10개, 14개의 전자를 담아요. 껍질 하나가 담는 최대 전자 수는 그 껍질에 있는 부껍질의 합이에요. 세 번째 껍질은 2×1 + 2×3 + 2×5 = 18개, 네 번째 껍질은 2×1 + 2×3 + 2×5 + 2×7 = 32개예요.

껍질s 부껍질p 부껍질d 부껍질f 부껍질최대 전자 수
n = 11s2
n = 22s2p8
n = 33s3p3d18
n = 44s4p4d4f32
부껍질당 최대 전자 수261014

부껍질은 대체로 마델룽 규칙(전자가 n + ℓ 값이 커지는 순서로 들어가고, 값이 같으면 n이 낮은 궤도가 먼저 채워지는 규칙)에 따라 채워져요. 그래서 새 s 궤도가 채워질 때마다 새 주기가 시작되고, 첫 줄을 빼면 주기의 길이는 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32로 두 번씩 나타나요. 구역도 여기서 나와요. 1·2족은 s 궤도, 13~18족은 p 궤도가 채워지는 원소이고, 가운데 넓은 전이 금속은 d 궤도, 희토류는 f 궤도가 중요한 원소예요.

전자 배열이 되풀이되기 때문에 성질도 규칙적으로 바뀌어요. 아래 표는 주족 원소 기준의 경향이에요.

성질같은 주기에서 왼쪽 → 오른쪽같은 족에서 위 → 아래
원자 반지름작아져요커져요
이온화 에너지(전자 1개를 떼는 데 드는 에너지)커져요작아져요
전자 친화도(전자를 받을 때 내놓는 에너지)커지는 경향이에요(비활성 기체 제외)작아지는 경향이에요
전기 음성도커져요작아져요
금속 특성약해져요강해져요

이온화 에너지에는 예외도 있어요. 산소처럼 떼어 내는 전자가 쌍을 이루고 있으면 전자끼리 밀어내서 예상보다 쉽게 떨어져요.

멘델레예프의 예측은 어떻게 확인됐나요?

주기율표가 힘을 얻은 계기는 아직 발견되지 않은 원소의 성질을 미리 말한 예측이 실제 발견으로 확인된 일이에요. 멘델레예프는 1871년 논문에서 세 원소의 성질을 자세히 예측했어요. 각각 붕소, 알루미늄, 규소보다 무거운 동족체가 될 것이라서 산스크리트어로 '하나'를 뜻하는 '에카'를 붙여 에카-붕소, 에카-알루미늄, 에카-규소라고 불렀어요.

멘델레예프의 예측 이름실제로 발견된 원소발견 연도발견한 사람
에카-알루미늄갈륨1875년프랑스 화학자 폴에밀 르콕 드 부아보드랑
에카-붕소스칸듐1879년스웨덴 화학자 라르스 프레드리크 닐손
에카-규소저마늄1886년독일 화학자 클레멘스 빙클러

부아보드랑은 멘델레예프의 예측을 모른 채 섬아연석 광물 시료에서 갈륨을 찾았어요. 논문을 읽은 멘델레예프가 갈륨이 자신이 예측한 에카-알루미늄이라는 편지를 보내자 처음에는 의심했지만, 나중에 멘델레예프가 옳았다고 인정했어요. 갈륨, 스칸듐, 저마늄의 특성은 멘델레예프가 예측한 것과 일치했어요. 19세기 말 멘델레예프가 예측하지 못한 비활성 기체가 발견됐을 때도 그의 체계에 여덟 번째 주족으로 깔끔하게 들어맞았어요.

원소 순서를 정하는 기준은 20세기 초 실험으로 바로잡혔어요. 1913년 안토니우스 반 덴 브록이 원자핵의 전하가 원소의 위치를 정한다고 제안했고, 이듬해인 1914년 헨리 모즐리가 엑스선분광학으로 알루미늄부터 금까지 각 원소의 핵 전하를 재서 이를 실험으로 확인했어요. 원자핵 전하는 양성자 수와 같고 원소의 원자 번호가 돼요. 이 결과로 텔루륨과 아이오딘처럼 원자 번호는 늘어나는데 원자량은 줄어드는 불일치도 해결됐어요.

주기율표는 어떻게 발전해 왔나요?

시기사건
1817년독일 물리학자 되베라이너가 원소를 분류하려는 초기 시도를 시작해요
1829년되베라이너가 성질이 비슷한 원소를 셋씩 묶은 삼원소(염소·브로민·아이오딘 등)를 발견해요
1863~1864년존 뉴랜즈가 원소를 원자량 순으로 놓으면 여덟 번째마다 성질이 되풀이된다는 옥타브의 법칙을 발표해요
1864년로타르 마이어의 책에 28개 원소를 원자가로 나눈 초기 주기율표가 실려요
1869년 2월 17일(그레고리력 3월 1일)멘델레예프가 원소를 원자량 순으로 배열하기 시작해 하루 만에 대부분의 원소를 포함하는 체계를 만들어요. 인쇄된 표는 1869년 5월 러시아 화학 학회지에 실려요
1875년, 1879년, 1886년갈륨, 스칸듐, 저마늄이 멘델레예프의 예측대로 발견돼요
1902년보후슬라프 브라우너가 란타넘족 원소를 모두 한 족에 함께 놓자는 '소행성 가설'을 제안해요
1913~1914년원자 번호 개념이 정립되고, 소디가 '동위 원소'라는 말을 만들어요
1937년테크네튬이 핵반응으로 인공 합성된 첫 원소로 기록돼요
1939년마르게리트 페레가 프랑슘을 발견해요. 자연에서 발견된 마지막 원소예요
1940~1941년넵투늄(1940), 플루토늄(1941)이 발견되며 초우라늄 원소 합성이 시작돼요
1945년글렌 시보그가 악티늄 이후 원소가 란타넘족의 동족체인 악티늄족임을 밝혀 현대적 형태가 완성돼요
1955년101번 멘델레븀까지 합성돼요
1985~1991년IUPAC와 IUPAP가 트랜스페르뮴 연구단을 만들고(1985), 원소 발견 기준을 발표해요(1991)
1988년IUPAC가 1~18족 번호 체계를 쓰기 시작해요
2016년 11월 28일IUPAC가 113·115·117·118번 원소의 이름과 기호를 승인해 일곱 번째 줄이 완성돼요
2019년유엔이 주기율표 탄생 150주년을 기념해 '국제 주기율표의 해'로 선포해요
2020년원소 발견 기준이 새 실험·이론 성과를 반영해 갱신돼요

위 표는 위키백과를 바탕으로 하고, 2016년 11월 28일 항목은 IUPAC 발표로 맞췄어요.

1960~1970년대에는 102번부터 106번 원소를 두고 앨버트 기오소가 이끈 미국 로런스버클리국립연구소 팀과 게오르기 플료로프가 이끈 소련 팀이 서로 먼저 발견했다고 주장해, 이름 논란이 수십 년 이어졌어요. 이 논란은 1997년에 이름이 최종 정해지며 마무리됐고 시보그를 기린 시보귬(106번)도 이때 포함됐어요.

최근 이름 붙은 원소와 앞으로 찾을 원소는 무엇인가요?

2016년 11월 28일 IUPAC는 113번 니호늄(Nh), 115번 모스코븀(Mc), 117번 테네신(Ts), 118번 오가네손(Og)을 공식 승인했어요. 발견자가 제안한 이름을 5개월 동안 공개 검토한 뒤 IUPAC 집행부(Bureau)가 승인했어요.

원소이름의 유래제안한 발견자
113번 니호늄(Nh)'일본'을 뜻하는 두 가지 말 가운데 하나인 '니혼'에서 따왔어요일본 이화학연구소(RIKEN) 니시나센터
115번 모스코븀(Mc)모스크바 지역을 기리고, 발견 실험을 한 합동원자핵연구소가 자리한 오래된 러시아 땅을 뜻해요러시아 두브나 합동원자핵연구소, 미국 오크리지국립연구소, 밴더빌트대, 로런스리버모어국립연구소
117번 테네신(Ts)오크리지국립연구소, 밴더빌트대, 테네시대 녹스빌 캠퍼스를 포함한 미국 테네시 지역의 기여를 기려요모스코븀과 같은 네 기관
118번 오가네손(Og)초중량 원소 연구를 개척한 유리 오가네샨(1933년생) 교수를 기려요두브나 합동원자핵연구소와 미국 로런스리버모어국립연구소

원소 이름 끝은 규칙이 있어서, 113번과 115번은 '-ium', 17족의 117번은 '-ine', 18족의 118번은 '-on'으로 끝나요. 114번은 플료로프를 기려 플레로븀으로, 106번은 시보그를 기려 시보귬으로 이름 붙었어요.

여덟 번째 줄을 채울 119번 이후 원소는 아직 만들어지지 않았어요. 일본 이화학연구소는 2018년부터 바나듐(23번)을 퀴륨(96번)에 충돌시켜 119번 원소를 만드는 연구를 이어가고 있어요. 2024년 4월에는 미국 로런스버클리국립연구소 연구팀이 티타늄-50 빔으로 116번 리버모륨을 합성하는 데 성공했고, 같은 방식으로 칼리포늄에 티타늄 빔을 쏴 120번 원소를 만든다는 계획이에요. 연구팀은 칼리포늄을 충분히 확보한 뒤 100~200일 동안 쏴야 하며 현실적으로는 2~3년이 걸릴 것이라고 밝혔어요. 지금까지 114~118번은 모두 칼슘-48을 90번대 원소에 충돌시켜 만들었고, 118번 오가네손은 칼리포늄(98번)에 칼슘(20번)이 합쳐져 만들어졌어요.

주기율표는 일상에서 어떻게 쓰이나요?

주기율표는 눈에 보이는 물건의 재료를 고르는 지도로 쓰여요. 어떤 원소의 화학적 특성은 주변 원소의 특성만 알면 비교적 쉽게 예측할 수 있어요. 아래는 일상과 닿아 있는 사례예요.

쓰임관련 원소설명
스마트폰 스피커·진동 모터·카메라 흔들림 보정네오디뮴(희토류, f-구역)코일에 전류를 흘려 자석의 자기장과 반응시켜 소리와 진동을 만들어요. 네오디뮴 자석의 자력은 이전 자석의 5~10배예요
전기차 모터, 컴퓨터 하드디스크 기록 헤드네오디뮴네오디뮴 자석 덕분에 하드디스크 기록 헤드는 더 정밀해지고 전기차 모터는 더 가벼워졌어요
고온에서 버티는 자석디스프로슘, 터븀소량을 넣으면 고온에도 자력을 잃지 않는 희토류 자석이 돼요
냉장고 장식 자석철, 산소(페라이트)자력과 내구성이 약해 정밀 전자 부품에는 못 써요
반도체규소, 저마늄(14족)원자가 클수록 공유 결합이 약해져 띠틈이 작아지므로 상온 상압에서 반도체가 돼요

출처51

네오디뮴이 강력한 자석 재료가 된 이유는 전자 배열에 있어요. 네오디뮴은 전자 14개를 담을 수 있는 f 궤도에 짝 없는 전자(홀전자)를 4개 가졌고, 이 f 궤도가 원자 바깥이 아니라 안쪽에 있어서 열이나 화학 반응에도 자력이 잘 유지돼요. 1960년대에는 사마륨-코발트 자석이 쓰였는데, 1978년 당시 세계 코발트 생산의 70%를 차지하던 자이르에서 내전이 일어나 코발트 공급이 마비되고 가격이 20배 넘게 올랐어요. 이를 계기로 일본의 사가와 마사토 박사가 코발트 대신 철에 희토류를 결합하고 붕소를 소량 넣는 방법으로 네오디뮴 자석을 만들었다고 해요.

주기율표와 함께 알아 둘 개념은 무엇인가요?

개념설명
원자 번호원자핵의 양성자 수예요. 수소는 1, 헬륨은 2, 리튬은 3이에요
동위 원소양성자 수는 같고 중성자 수가 다른 원자예요. 주기율표에서는 한 원소 아래에 함께 분류해요. 탄소 원자는 모두 양성자가 6개이고 대부분 중성자도 6개지만 약 1%는 7개예요
표준 원자량자연에 있는 모든 동위 원소 원자의 평균 질량으로 정의해요
원자가 전자가장 바깥쪽 전자로, 핵에서 벗어나 다른 원자와 화학 반응에 참여할 수 있을 만큼 에너지를 가진 전자예요
구역(s·p·d·f)어떤 부껍질이 채워지는지에 따라 나눠요. 주기율표는 네 개의 대략 직사각형 영역으로 나뉘어요
란타넘족·악티늄족란타넘~루테튬, 악티늄~로렌슘 사이의 원소예요. 표를 줄이려고 본 표 아래에 따로 놓아 열 수를 32개에서 18개로 줄여요
희토류란타넘족에 스칸듐과 이트륨을 더한 원소예요
동소체한 원소가 서로 다른 구조의 단물질을 이루는 경우예요. 다이아몬드와 흑연은 탄소의 동소체예요
안정성의 섬114~126번 양성자와 184번 중성자 근처에서 초중핵이 예상보다 오래 살 것이라고 보는 영역이에요
대안 주기율표나선형·원형·삼각형 등으로 그린 표예요. 에드워드 마주르스는 약 700개의 서로 다른 모양의 표를 모았어요

출처1

주기율표의 주요 수치는 얼마나 되나요?

항목값단위기준출처
알려진 원소 수118개2010년 기준, 첫 7개 줄 완성위키백과
자연에 존재하는 원소94개원자 번호 94번까지위키백과
실험실에서 합성될 때만 생기는 원소24개아메리슘(95)부터 오가네손(118)까지위키백과
원시 원소83개지구 형성 이후 살아남은 원소위키백과
안정 동위 원소가 있는 원소80개94개 자연 원소 중위키백과
비스무트 동위 원소의 반감기2.01×10^19년우주 나이의 10억 배 이상위키백과
족18개1988년 IUPAC 번호 체계위키백과
주기(줄) 수7줄118번까지 완성위키백과
주기별 원소 수2, 8, 8, 18, 18, 32, 32개첫 줄 이후 두 번씩 반복위키백과
가장 높은 전기 음성도(플루오린)4.0폴링 척도폴링 척도로 측정 가능한 원소 중위키백과
가장 낮은 전기 음성도(세슘)0.79폴링 척도폴링 척도위키백과
수소의 보어 반지름약 0.529옹스트롬현재 알려진 값위키백과
8주기 시도119번번일본 이화학연구소가 2018년부터 시도동아사이언스
120번 합성 계획 소요 기간2~3년연구팀의 현실적 전망동아사이언스

출처14

출처

  1. 주기율표 — 위키백과 · 2026년 10월 2일 시행 · 2026년 10월 24일 확인(새 창)
  2. 주기율표(Q10693) — 위키데이터(Wikidata) · 2026년 10월 24일 확인(새 창)
  3. IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118 — IUPAC (2016-11-30, 확인 2026-10-25)(새 창)
  4. 티타늄 빔 쏴서 미지의 '120번 원소' 만든다 — 동아사이언스 (2024-07-24, 확인 2026-10-25)(새 창)
  5. 전자 문명의 교향곡을 지휘하는 자석…스마트폰의 심장, 네오디뮴Nd — 동아사이언스 (2026-03-01, 확인 2026-10-25)(새 창)

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