모든 물질은 원소로 이루어져 있다. 자연에 존재하는 원소는 약 90가지, 인공으로 만든 것까지 합하면 약 118가지가 알려져 있다. 그 모든 원소들의 다양한 조합으로 우리가 보는 수많은 물질이 만들어진다.
SECTION 01 · 도입
물질의 '진짜' 구성 요소
물(H₂O)을 어떻게든 분해하면 수소(H)와 산소(O)가 된다. 그러면 수소와 산소는 더 분해될까? — 일반적인 화학 방법으로는 불가능하다. 더 이상 분해되지 않는 그 한계가 바로 원소이다.
SECTION 02 · 원소 vs 화합물
한 가지인가, 결합한 것인가
ELEMENT · 원소
원소
더 이상 다른 물질로 분해되지 않는 가장 기본적인 물질. 자연에는 약 90가지의 원소가 있으며, 각 원소는 고유한 화학 기호로 표현된다.
H · 수소O · 산소C · 탄소Fe · 철Au · 금
COMPOUND · 화합물
화합물
두 가지 이상의 원소가 화학적으로 결합하여 만들어진 물질. 화학식으로 그 구성을 표현한다.
H₂O · 물CO₂ · 이산화탄소NaCl · 소금C₆H₁₂O₆ · 포도당
ELEMENT · 자연 금 (Au)
자연 금 — 원소 그 자체로 존재하는 보기 드문 예
대부분의 원소는 자연에서 다른 원소와 결합된 화합물 상태로 존재한다. 그런데 금(Au)·구리(Cu) 같은 일부 금속은 원소 그대로의 모습으로 발견되기도 한다.
1851년 캘리포니아에서 발견된 이 금괴는 더 이상 화학적으로 분해되지 않는 순수한 원소다. 그래서 고대부터 화폐와 보석으로 쓰였다.
© Wikimedia Commons · CC BY-SA
COMPOUND · 할라이트 (NaCl)
천연 소금 결정 — 두 원소가 만든 정사각형
할라이트는 자연에서 발견되는 천연 소금(NaCl) 결정이다. 부드러운 회색 금속인 나트륨(Na)과 노란-초록색 독성 기체인 염소(Cl)가 만나 만든 화합물.
두 원소의 원래 성질은 완전히 사라지고, 우리가 매일 음식에 뿌리는 안전한 흰 가루가 된다. 화학적 결합이 만든 변화의 대표적 예.
© Wikimedia Commons · Public Domain
ELEMENT · 유황 (S)
유황 — 화산 지대에서 발견되는 노란 원소
유황(Sulfur, S)은 화산 지대에서 노란색 결정으로 발견되는 비금속 원소이다. 단독으로 존재하는 모습 그대로가 원소의 한 사례.
현대에는 황산(H₂SO₄) 제조·고무 가공·약품에 쓰인다. 산소와 결합해 SO₂(이산화황)가 되면 산성비의 원인이 되기도 한다.
© Wikimedia Commons · CC BY-SA
SECTION 03 · 주요 원소
우리 주변의 주요 원소 12가지
생명과 일상에서 가장 흔하게 만나는 원소들이다.
1
H
수소
HYDROGEN
2
He
헬륨
HELIUM
6
C
탄소
CARBON
7
N
질소
NITROGEN
8
O
산소
OXYGEN
11
Na
나트륨
SODIUM
12
Mg
마그네슘
MAGNESIUM
13
Al
알루미늄
ALUMINUM
17
Cl
염소
CHLORINE
20
Ca
칼슘
CALCIUM
26
Fe
철
IRON
79
Au
금
GOLD
원소 기호는 보통 1~2글자의 영문이다. 첫 글자는 대문자, 두 번째 글자는 소문자로 쓴다. 영어 이름과 다른 경우가 많아 외워 두어야 한다 — 그 이유는 대부분 라틴어 어원이기 때문이다.
원소 기호의 라틴어 어원
영어 이름과 다른 원소 기호들은 모두 라틴어 어원이다. 옛 화학자들이 라틴어로 학문을 했기 때문.
| 원소 | 기호 | 라틴어 어원 | 뜻 |
|---|---|---|---|
| 나트륨 (소듐) | Na | Natrium | 이집트어 'natron'(소다) |
| 칼륨 (포타슘) | K | Kalium | 아랍어 'al-qali'(재) |
| 철 | Fe | Ferrum | 라틴어로 '철' |
| 구리 | Cu | Cuprum | 키프로스(Cyprus) 섬에서 채굴 |
| 은 | Ag | Argentum | 라틴어로 '빛나는' |
| 주석 | Sn | Stannum | 라틴어로 '주석' |
| 안티몬 | Sb | Stibium | 라틴어 'stibium'(눈화장재) |
| 금 | Au | Aurum | 라틴어로 '빛나는 새벽' |
| 수은 | Hg | Hydrargyrum | 그리스어 '물 같은 은' |
| 납 | Pb | Plumbum | 라틴어로 '납'(수도관 plumb) |
SECTION 04 · 화학식
화학식 — 물질의 ID
화합물은 화학식으로 표현된다. 원소 기호와 작은 숫자(아래첨자)로 구성된 짧은 표기.
H₂O
물
수소 2개 + 산소 1개
CO₂
이산화탄소
탄소 1개 + 산소 2개
O₂
산소 분자
산소 2개 결합
NaCl
소금
나트륨 1개 + 염소 1개
NH₃
암모니아
질소 1개 + 수소 3개
C₆H₁₂O₆
포도당
C 6 + H 12 + O 6
화학식의 작은 숫자는 원자의 개수를 의미한다. 숫자가 없으면 1개. H₂O는 수소 2개와 산소 1개가 결합한 것. 분자 앞에 큰 숫자가 있으면 그 분자 자체의 개수를 의미한다. 예: 3H₂O = 물 분자 3개.
● 화학식 분석기 — 화학식을 입력하면 원자 개수를 알려준다
SECTION 05 · 형성평가
스스로 점검하기
3문항 점검 퀴즈
맞힌 개수 0/ 3
Q1
다음 중 원소가 아닌 것은?
해설 · 물(H₂O)은 수소와 산소가 결합한 화합물이지 원소가 아니다. 수소·산소·철은 더 이상 분해되지 않는 원소이다.
Q2
나트륨의 원소 기호는?
해설 · 나트륨의 기호는 라틴어 Natrium에서 따온 Na이다. N은 질소, So·Nm은 존재하지 않는 기호.
Q3
C₆H₁₂O₆(포도당)에 포함된 원자의 총 개수는?
해설 · 탄소 6 + 수소 12 + 산소 6 = 24개의 원자이다. 화학식의 작은 숫자는 각 원소의 원자 개수를 의미한다.
핵심 정리
ELEMENT
원소
분해되지 않는 기본 물질. 약 90가지.
COMPOUND
화합물
두 가지 이상의 원소 결합.
SYMBOL
원소 기호
1~2글자. 라틴어 어원이 많음.
FORMULA
화학식
원소 기호 + 아래첨자 개수.