SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 미리생각해보기

물 분자의 화학기호는 [eqn: H_{ 2}O] 라고 표기합니다.

어떤 의미가 포함되어 있을까요?

물 분자는 수소와 산소의 결합으로 만들어진 물질입니다. 수소원자2개와 산소원자1개의 결합으로 물 분자 1개가 만들어 집니다. 이렇게 만들어진 물 분자 두 개의 구성은 [eqn: 2H _{2}O] 로 표기합니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

종이 도안이 찢어지지 않도록 주의합니다.

자석은 접착이 가능하며, 가위나 칼로 쉽게 자를 수 있습니다.

고무판 자석이 얇아 찢어질 수 있습니다. 주의하세요.

고무판 자석의 경우, 자성이 약해 자석에 붙지 않을 수 있습니다. 자석은 고무판 자석에 붙기 때문에 실험에는 지장이 없습니다.

1. 본체도안의 달력 본체를 떼어 내고, 요일이 표기된 부분의 뒷면에 양면테이프를 이용하여 고무판 자석(8*20)을 붙입니다. (고무판자석은 풀로도 접착이 가능합니다!).	2. 양면테이프를 이용하여 달력의 본체를 조립하여 완성합니다 .

3. 본체도안2의 서랍도안을 떼어 조립합니다.	4. 원소카드를 떼어내고 자석(1.5*10)을 잘라 원소카드 뒷면에 붙입니다. (자석은 약2cm길이로 잘라 사용합니다.)

◎ 실험방법

	** 활동지 활용법 1. 금속/비금속 : 달력본체의 주기율표를 참고하여 원소카드로 분류해봅니다. 2. 액체/고체/기체 : 원소카드를 이용하여 상태에 따라 분류해봅니다. 3. 1/2/17/18족 : 각각에 해당하는 원소카드를 올려보고 그 특징에 대해 알아봅니다. 4. 수소 : 1족에 포함된 수소의 특징에 대해 알아봅니다.
5. 활동지와 달력본체의 뒷면을 참고하여 주기율표에 대해 알아봅니다.

6. 원소카드를 이용하여 달력을 완성합니다.	7. 원형도안을 떼어 년도와 월을 표기하여 달력에 장식합니다. (남은 원형도안과 원소카드를 서랍에 넣어 보관합니다.)

1족	수소(H)를 제외한 나머지 금속을 알칼리 금속이라고 합니다. 반응성이 매우 강하여 산소나 물, 할로겐 원소 등과 격렬히 반응합니다. 대체로 은백색을 띠며, 매우 무르고 밀도가 낮은 고체입니다. 알칼리 금속은 모두 가장 바깥의 원자 껍질에 1개의 전자만을 가지고 있습니다.
2족	알칼리 토금속이라고 합니다. 알칼리 금속과 희토류 원소의 중간 성질을 띠고 있기 때문에 이름 붙여진 것입니다. 대체로 은색을 띠며, 무르고 밀도가 낮습니다. 알칼리 금속처럼 물과 격렬한 반응을 하지는 않지만, 결합하여 강한 염기성 수산화물을 만듭니다.
17족	할로젠(영어, halogen) 또는 할로겐(독일어, halogen) 원소라고 합니다. 17족에 포함된 원소는 원자의 최외각 전자껍질에 7개의 전자가 존재하기 때문에 다른 원소로부터 전자를 받아 음이온이 되기 쉽습니다. 특히 최외각 전자껍질에 전자를 1개 가지는 1족 원소와 격렬하게 반응하여 염을 생성합니다.
18족	비활성기체 혹은 불활성기체, 희가스를 말합니다. 최외각 전자가 8개 모두 존재하는 18족 원소들은 전자를 주거나 받기 힘들기 때문에 화학결합을 하기 어렵습니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 가지고 있는 원소카드를 금속과 비금속으로 나누어 보고, 금속과 비금속의

특징을 말해보세요.

⇒ 금속 : Li, Be, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga

비금속 : H, He, B, C, N, O, F, Ne, Si, P, S, Cl, Ar

금속원소는 수소(H)를 제외한 1~13족에 걸쳐 나타나며, 비금속 원소는 1족의 수소(H)와

13족의 붕소(B)를 포함한 14~18족에 걸쳐 나타납니다.

2. 주기율표의 1,2족과 17,18족의 특징은 무엇일까요?

1족	수소(H)를 제외한 나머지 금속을 알칼리 금속이라고 합니다. 반응성이 매우 강하여 산소나 물, 할로겐 원소 등과 격렬히 반응합니다. 대체로 은백색을 띠며, 매우 무르고 밀도가 낮은 고체입니다. 알칼리 금속은 모두 가장 바깥의 원자 껍질에 1개의 전자만을 가지고 있습니다.
2족	알칼리 토금속이라고 합니다. 알칼리 금속과 희토류 원소의 중간 성질을 띠고 있기 때문에 이름 붙여진 것입니다. 대체로 은색을 띠며, 무르고 밀도가 낮습니다. 알칼리 금속처럼 물과 격렬한 반응을 하지는 않지만, 결합하여 강한 염기성 수산화물을 만듭니다.
17족	할로젠(영어, halogen) 또는 할로겐(독일어, halogen) 원소라고 합니다. 17족에 포함된 원소는 원자의 최외각 전자껍질에 7개의 전자가 존재하기 때문에 다른 원소로부터 전자를 받아 음이온이 되기 쉽습니다. 특히 최외각 전자껍질에 전자를 1개 가지는 1족 원소와 격렬하게 반응하여 염을 생성합니다.
18족	비활성기체 혹은 불활성기체, 희가스를 말합니다. 최외각 전자가 8개 모두 존재하는 18족 원소들은 전자를 주거나 받기 힘들기 때문에 화학결합을 하기 어렵습니다.

3. 원소카드를 사용하여 이번(혹은 다음) 주의 달력을 만들어 보세요.

일	월	화	수	목	금	토
5. B (Boron)	6. C (Carbon)	7. N (Nitrogen)	8. O (Oxygen)	9. F (Fluorine)	10. Ne (Neon)	11. Na (Sodium)

⇒ 예 : 2014년 1월 둘째 주

◎ 원리이해

1. 원소(element)

원소는 물질을 이루는 기본 단위로서 모든 물질은 한 가지 또는 두 가지 이상의 원소로 이

루어져 있습니다. 즉, 원소는 순수물질로써 어떠한 방법에 의해서도 두 종류 이상의 물질로

쪼갤 수 없는 한 종류의 물질입니다. 다양한 물질에 비해 원소의 수는 얼마 되지 않습니다.

현재까지 알려진 원소의 수는 100가지 정도로 이 중 자연계에서 발견되는 원소는 90가지에

지나지 않습니다. 지구표면에 가장 많은 원소는 산소이고, 규소, 알루미늄, 철의 순서로 존재

합니다.

또한, 산소기체, 수소기체와 같이 한 가지 원소로만 이루어진 물질을 ‘홑원소 물질’이라고

하며, 두 가지 이상의 원소로 이루어진 물질을 ‘화합물’이라고 합니다. 이산화탄소, 염화나트

륨 등 홑원소 물질을 제외한 모든 것을 화합물이라고 합니다.

** 원자(atom)

더 이상 쪼갤 수 없는 입자를 원자라고 부르며, 그리스어에서 유래된 말입니다. 원소가 물질을 구성하

는 성분이나 요소를 뜻하는 말이라면, 원자는 물질을 이루는 가장 작은 알갱이를 뜻하는 말입니다.

** 원소기호

고대 연금술사들은 그림으로서 원소를 표시했고, 돌턴은 원과 기호를 이용하여 표시했습니다. 하지만

점차 그 개수가 많아지면서 좀 더 간단하고 알기 쉬운 기호의 도입이 요구되었습니다. 오늘날의 원소

기호를 제안한 베르셀리우스는 그리스어나 라틴어 이름에서 기호를 만들어냈습니다. 현재 원소기호는

원소 이름의 알파벳에서 첫 글자 또는 중간 글자 중 하나를 따서 함께 사용하는데, 다음의 원칙이 적용

됩니다.

1. 원소기호는 한 글자 혹은 두 글자를 사용

2. 첫 글자는 무조건 대문자로, 두 번째 글자는 무조건 소문자로 표기

	Z : 원자번호(양성자수) A : 질량수 (양성자수 + 중성자수) a+ : 잃은 전자수 a- : 얻은 전자수

** 원소기호 표기법

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

2. 멘델레예프와 주기율표

1869년 러시아의 화학자인 멘델레예프는 원소를 연구하면서 흥미로운 사실을 발견하였습

니다. 당시까지 알려져 있던 원소들을 원자량의 순서에 따라 배열하였을 때, 화학적 성질이

비슷한 원소가 일정한 간격을 두고 주기적으로 나타난다는 것입니다. 당시까지 알려진 63

종의 원소를 배열하여 만든 최조의 주기율표(periodic table)에는 빈 칸이 많았습니다.

멘델레예프는 원소들의 물리·화학적 특성을 주변 원소들의 성질들로부터 추측하여 발표하

기도 하였습니다.

- 주기율표

주기율표의 각 원소 기호 위에는 원자 번호가 적혀있고, 아래쪽에서는 원소들의 명칭이 적

혀 있습니다. 각 원소의 원자 번호는 원자가 가지는 양성자 수를 나타내는데, 중성자의 경

우 양성자와 전자 수가 같기 때문에 전자 수를 나타낸다고도 할 수 있습니다.

① 족(group)

주기율표에서 세로로 같은 줄에 있는 화학 원소들을 묶어 족(group)이라고 부르며, 18개의

족이 있습니다. 같은 족에 속하는 원소들 간에는 화학적으로 비슷한 성질이 있습니다. 예를

들면, 1족에 속하는 원소들은 은색의 금속이고, 18족에 속하는 원소들은 반응을 거의 하지

않습니다. 이러한 유사성은 가장 바깥쪽 전자껍질의 전자 수가 같기 때문에 발생하는 것입

니다.

	⚫원자번호 : 5 ⚫상태 : 준금속 고체 ⚫특성 : 자연 상태에서 붕산염과 붕산으로 존재, 비교적 흔하지 않은 원소, 식물의 필수 영양소 ⚫내열유리, p형 반도체 등에 사용
	⚫원자번호 : 6 ⚫상태 : 비금속 고체 ⚫특성 : 우주에서 4번째로 많은 원소, 실온에서 매우 안정한 원소, 흑연, 다이아몬드, 숯 등의 동소체로 존재 ⚫흑연은 윤활제, 전극 등으로, 다이아몬드는 보석과 연마제로 사용
	⚫원자번호 : 7 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 우주에서 7번째로 풍부한 원소, 지구 대기 부피의 약 78%, 모든 생명체에 존재, 단백질, 핵산 등 생물 분자의 구성 원소 ⚫과자 포장 공기, 자동차 에어백 등에 사용
	⚫원자번호 : 8 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 우주에서 3번째로 풍부한 원소, 지구표면에서 가장 풍부한 원소 ⚫호흡에 필수적이며, 제철, 금속 절단 및 용접 등에 사용
	⚫원자번호 : 9 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 할로겐 원소 중 가장 가벼운 원소, 원소 중 가장 반응성이 크고, 가장 강한 산화제, 전기음성도가 가장 큰 원소 ⚫치약, 유리 및 반도체 식각 등에 사용
	⚫원자번호 : 10 ⚫상태 : 비활성 기체 ⚫특성 : 비활성 기체 중 헬륨(He) 다음으로 가벼운 원소, 비활성 기체 중 화학 반응성이 가장 작은 원소 ⚫네온사인의 붉은색, 저온 냉각제 등에 사용

② 주기(period)

주기율표에서 표의 가로줄을 주기(period)라고 합니다. 원자의 전자배치에서 전자껍질의

수가 주기를 결정합니다. 각 껍질은 여러개의 껍질로 나뉘며, 원자번호 순으로 채워집니다.

이때 가장 바깥 껍질의 전자 수가 원소의 화학적 성질을 결정하게 됩니다. 같은 족에서 세

로로 인접한 원소끼리는 질량은 다르지만 물리·화학적 성질은 비슷합니다. 그러나 같은 주기

에 가로로 인접한 원소끼리는 질량은 비슷하지만 그 성질은 다릅니다.

원소카드	특징
	⚫원자번호 : 1 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 가장 가벼운 원소, 우주에서 가장 풍부한 원소, 1족 원소 중 유일한 비금속원소 ⚫태양, 공기, 물 등에 포함
	⚫원자번호 : 2 ⚫상태 : 비활성 기체 ⚫특성 : 화학 원소 중 끓는점이 가장 낮은 원소, 우주에서 두 번째로 흔한 원소 ⚫풍선, 음성 변조, MRI 영상 촬영 등에 사용
	⚫원자번호 : 3 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 금속 중 가장 가벼운 원소, 고체 원소 중 가장 밀도가 낮은 원소, 알칼리 금속으로 물, 산소와 반응 ⚫리튬 전지의 양극 물질, 알루미늄이나 마그네슘과의 합금은 고성능 항공기 금속 재료로 사용
	⚫원자번호 : 4 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 약 100종의 광물에 포함되어 있는 원소, 알칼리 토금속 원소, 화학적으로 알루미늄과 비슷 ⚫다른 금속(특히 구리)과 합금으로 고속 항공기 및 우주선 구조체 등에 사용

** 원소도안

	⚫원자번호 : 11 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 알칼리 금속 원소 중 하나, 반응성이 큼, 암염, 탄산염 등 여러 광물로 존재, 바닷물 1L 당 약30g의 소금(NaCl)이 포함 ⚫식염, 소다, 가로등 등에 사용
	⚫원자번호 : 12 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 우주에서 9번째로 풍부한 원소, 반응성이 크기 때문에 자연 상태에서 화합물로 존재, 살아있는 세포에 필요하며, 엽록소에도 포함되어 있음 ⚫불꽃놀이, 조난신호, 식품첨가제 등에 사용
	⚫원자번호 : 13 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 가볍고 무른 금속으로 박(箔)등으로 쉽게 가공, 철 다음으로 많이 생산되는 금속 ⚫각종 음료수 용기, 박(포일)과 포장 재료 등에 사용
	⚫원자번호 : 14 ⚫상태 : 준금속 고체 ⚫특성 : 모래, 암석, 흙 등에서 산화물 또는 규산염으로 존재, 용융된 상태에서는 반응성이 큼 ⚫반도체, 합금재료 등에 사용
	⚫원자번호 : 15 ⚫상태 : 비금속 고체 ⚫특성 : 실온에서 고체 상태의 여러 동소체로 존재하는 원소, 반응성이 크기 때문에 자연 상태에서 원소상태로 발견이 어려움, 동물의 뼈와 이빨, 인지질, ATP, 핵산 등의 구성 원소 ⚫인 화합물들은 비료, 살충제 등에 사용
	⚫원자번호 : 16 ⚫상태 : 고체 ⚫특성 : 온천이나 화산 부근에서 원소 상태로 존재, 실온의 공기 중에서 비교적 안정, 반응성이 큰 원소 ⚫성냥, 불꽃놀이, 화약 등에 사용

	⚫원자번호 : 5 ⚫상태 : 준금속 고체 ⚫특성 : 자연 상태에서 붕산염과 붕산으로 존재, 비교적 흔하지 않은 원소, 식물의 필수 영양소 ⚫내열유리, p형 반도체 등에 사용
	⚫원자번호 : 6 ⚫상태 : 비금속 고체 ⚫특성 : 우주에서 4번째로 많은 원소, 실온에서 매우 안정한 원소, 흑연, 다이아몬드, 숯 등의 동소체로 존재 ⚫흑연은 윤활제, 전극 등으로, 다이아몬드는 보석과 연마제로 사용
	⚫원자번호 : 7 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 우주에서 7번째로 풍부한 원소, 지구 대기 부피의 약 78%, 모든 생명체에 존재, 단백질, 핵산 등 생물 분자의 구성 원소 ⚫과자 포장 공기, 자동차 에어백 등에 사용
	⚫원자번호 : 8 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 우주에서 3번째로 풍부한 원소, 지구표면에서 가장 풍부한 원소 ⚫호흡에 필수적이며, 제철, 금속 절단 및 용접 등에 사용
	⚫원자번호 : 9 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 할로겐 원소 중 가장 가벼운 원소, 원소 중 가장 반응성이 크고, 가장 강한 산화제, 전기음성도가 가장 큰 원소 ⚫치약, 유리 및 반도체 식각 등에 사용
	⚫원자번호 : 10 ⚫상태 : 비활성 기체 ⚫특성 : 비활성 기체 중 헬륨(He) 다음으로 가벼운 원소, 비활성 기체 중 화학 반응성이 가장 작은 원소 ⚫네온사인의 붉은색, 저온 냉각제 등에 사용

	⚫원자번호 : 23 ⚫상태 : 은회색 고체 ⚫특성 : 단단하지만 연성과 전성, 녹는점과 끓는점이 높으며, 반응성이 큰 원소 ⚫스프링, 제트 엔진 등에 사용
	⚫원자번호 : 24 ⚫상태 : 청백색 고체 ⚫특성 : 푸른빛을 띠는 금속으로 쉽게 부서짐, 표면을 닦으면 밝은 광택 반응성이 큰 금속, 산소와 반응하여 보호막을 만들기 때문에 공기 중에서 녹이 슬지 않음 ⚫니켈과 함금한 니크롬(전열 기구), 스테인리스강(주방 기구) 제조 등에 사용
	⚫원자번호 : 25 ⚫상태 : 은색 고체 ⚫특성 : 단단하지만 부서지기 쉬운 금속, 가루상태에서 공기 중에 노출되면 불이 붙기도 함 ⚫강철 합금으로 철도레일 등에 사용
	⚫원자번호 : 26 ⚫상태 : 은회색 고체 ⚫특성 : 원소 상태의 철은 은회색 광택, 산화되면 적갈색의 녹 발생, 순수한 철은 무르지만, 공업적 철은 매우 단단 ⚫각종 도구, 기계, 구조물 등에 사용
	⚫원자번호 : 27 ⚫상태 : 은회색 고체 ⚫특성 : 단단하고, 광택이 나며 엷은 푸른색을 띠는 금속, 주로 황화물이나 비소화물로 존재, 강자성 금속 ⚫자석, 유리나 도자기의 착색 등에 사용
	⚫원자번호 : 28 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 연성과 전성이 크며, 강자성 금속, 주로 황화물이나 비소화물로 존재, 강자성 금속 ⚫동전, 진공관 필라멘트 등에 사용

	⚫원자번호 : 17 ⚫상태 : 기체 ⚫특성 : 할로겐 원소 중 불소(F) 다음으로 가벼운 원소, 자연 상태에서는 소금과 같은 화합물로만 존재 ⚫표백제, 살균·소독제, PVC 등에 사용
	⚫원자번호 : 18 ⚫상태 : 비활성 기체 ⚫특성 : 공기에서 질소, 산소 다음으로 많이 존재, 아르곤의 동위원소를 이용하여 암석의 생성 연대 측정 ⚫백열등, 네온사인의 푸른색 등에 사용
	⚫원자번호 : 19 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 알칼리 금속 원소 중 하나로 무르고, 녹는점이 낮음, 물과 격렬히 반응하고 폭발하기도 함 금속 칼륨은 아르곤과 같은 비활성 기체 하에 기름이나 석유 에 담가 보관 ⚫여러 화합물이 비료, 유리, 비누, 세제 등에 사용
	⚫원자번호 : 20 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 알루미늄과 철 다음으로 많이 존재, 석회석, 백운석, 석고 등 퇴적암에 많이 포함, 동물의 뼈와 이는 주로 칼슘의 인산염 ⚫시멘트, 제설제, 건조제 등에 사용
	⚫원자번호 : 21 ⚫상태 : 은백색 고체 ⚫특성 : 희토류 원소 중 하나로 은백색의 무른 금속, 스칸듐은 아주 희귀하지는 않지만 800종 이상의 광물에 산재 ⚫알루미늄 합금으로 운동기구, 경주용 자전거 뼈대 등에 사용
	⚫원자번호 : 22 ⚫상태 : 은색 고체 ⚫특성 : 은색의 금속으로 분말은 진한 갈색, 녹는점이 높으며, 가볍고, 단단함 ⚫항공기, 잠수함, 자동차 부품 등에 사용

	⚫원자번호 : 29 ⚫상태 : 적갈색 고체 ⚫특성 : 전기 및 열전도율이 좋고, 연성과 전성이 큰 금속, 원소 상태로도 존재하지만 대부분 화합물 상태 ⚫전선, 도금, 열 교환기 등에 사용
	⚫원자번호 : 30 ⚫상태 : 청회색 고체 ⚫특성 : 실온에서는 부서지기 쉬우며, 연성과 전성이 거의 없는 금속, 반응성이 크고, 강한 환원제 ⚫황동 제조, 철 부식 방지, 건전지 등에 사용
	⚫원자번호 : 31 ⚫상태 : 은색 고체 ⚫특성 : 무른 금속, 낮은 녹는점과 높은 끓는점 화학적 성질이 알루미늄과 비슷 ⚫발광다이오드(LED), 트랜지스터 등에 사용

◎ Memo

학습목표

원소기호와 주기율표에 대해 알아보고,

원소기호를 사용한 달력을 만들어봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

물 분자의 화학기호는 [eqn: H_{ 2}O] 라고 표기합니다. 어떤 의미가 포함되어 있을까요?

◎ 미리생각해보기

도안1(1장), 도안2(1장), 도안3(1장), 도안4(1장), 철지(1장), 고무판자석(6개), 양면테이프

※ 직접준비해주세요.(가위, 테이프)

◎ 실험준비물

1. 가지고 있는 원소카드를 금속과 비금속으로 나누어보고, 금속과 비금속의 특징을 말해보세요.

2. 주기율표의 1,2족과 17,18족의 특징은 무엇일까요?

3. 원소카드를 사용하여 이번(혹은 다음) 주의 달력을 만들어 보세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게된 사실

◎ 느낀점