#31 주기율표의 역사와 과학자들의 노력

문제 1 · OX 문제

멘델레예프는 원소들을 원자 번호가 증가하는 순서대로 배열하여 최초의 주기율표를 만들었다. ( )

정답: X

멘델레예프가 최초의 주기율표를 만든 건 맞지만, 그때는 원자 번호라는 개념이 없었습니다. 그래서 원소들을 가벼운 것부터 무거운 것까지 질량(원자량) 순서대로 배열했습니다.

문제 2 · OX 문제

모즐리는 원소들의 주기적인 성질이 양성자 수(원자 번호)와 관련이 있다는 것을 발견했다. ( )

정답: O

모즐리는 현대 주기율표의 기틀을 마련한 아주 훌륭한 과학자입니다. 원소들의 진짜 특성은 질량(원자량)이 아니라, 원자핵 속에 들어있는 양성자의 개수(원자 번호)에 따라 결정된다는 사실을 밝혀냈습니다.

문제 3 · OX 문제

뉴랜즈는 원소들을 원자량 순서로 배열하면 8번째마다 성질이 비슷한 원소가 나타남을 발견했다. ( )

정답: O

음악의 도레미파솔라시'도'처럼 8번째마다 비슷한 성질의 원소가 반복해서 나타난다는 규칙을 찾아낸 과학자입니다. 음악의 옥타브와 비슷하다고 해서 많은 관심을 받았죠.

문제 4 · OX 문제

되베라이너가 발견한 '세 쌍 원소'에서, 중간 원소의 원자량은 나머지 두 개 원소의 원자량을 합한 값과 같다. ( )

정답: X

성질이 비슷한 세 명의 친구가 나란히 서 있을 때, 가운데 있는 친구의 질량은 양옆 친구들의 질량을 더한 값이 아니라 더해서 반으로 나눈 평균값과 비슷하다는 것을 발견했습니다.

문제 5 · OX 문제

원자량은 실제 원자의 질량이 매우 작아서 그대로 사용하기 불편하므로, 탄소 원자를 기준으로 비교하여 나타낸 상대적인 질량이다. ( )

정답: O

원자들은 너무나도 가벼워서 실제 그램(g) 단위의 질량을 쓰면 0이 엄청나게 많이 붙어서 복잡해집니다. 그래서 기준이 되는 탄소를 정해두고 편하게 비교하는 숫자를 쓰게 된 것입니다.

문제 6 · 빈칸 채우기

성질이 비슷한 원소들이 일정한 간격을 두고 주기적으로 나타나도록 규칙을 찾아 배열한 표를 ( )라고 한다.(4글자)

정답: 주기율표

우주 만물을 이루는 원소들의 족보이자 입주민 명부 같은 것입니다. 이 표 하나만 있으면 어떤 원소가 어떤 성질을 가졌는지 한눈에 파악할 수 있습니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

모즐리는 원소들의 성질이 양성자 수와 관련이 있다는 것을 알고, 원소들을 ( ) 순서대로 배열한 현대의 주기율표를 만들었다.(4글자)

정답: 원자번호

질량(원자량)으로 줄을 세우다 보니 자꾸 예외가 생기는 것을 보고, 모즐리는 원소들의 진정한 고유 번호인 원자 번호를 기준으로 삼아 완벽한 표를 완성했습니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

뉴랜즈는 원소를 원자량 순서로 배열할 때 ( )번째마다 성질이 비슷한 원소가 나타나는 것을 발견했다. (숫자로 쓰시오)

정답: 8

원소들을 배열할 때 일정한 간격의 패턴이 반복된다는 것을 발견한 과학자입니다. 이런 규칙성이 있다는 것이 주기율표 발전의 초석이 되었습니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

되베라이너는 화학적 성질이 비슷한 세 개의 원소 사이에 일정한 관계가 있다는 것을 발견하고, 이들을 묶어 ( ) 원소라고 하였다.(2글자)

정답: 세쌍

성질이 비슷한 원소 세 개를 묶으면 가운데 원소의 원자량이 나머지 두 원소 원자량의 딱 중간값(평균)이 된다는 규칙을 발견한 거예요! 예를 들어 칼슘, 스트론튬, 바륨 세 쌍에서 가운데 스트론튬의 원자량이 나머지 둘의 평균이 된답니다.

문제 10 · 단답형

뉴랜즈와 멘델레예프가 원소들을 나열할 때 기준으로 삼았던 원소의 물리량은 무엇인가?(3글자)

정답: 원자량

모즐리는 양성자 개수(원자 번호)를 발견해서 원소들을 새롭게 배열한 주인공입니다. 세 쌍 원소를 묶어낸 것은 훨씬 옛날 과학자인 되베라이너의 업적입니다.

문제 11 · 단답형

양성자 수를 바탕으로 원자 번호라는 개념을 도입하여, 현대 주기율표의 기초를 완성한 과학자는 누구인가? (3글자)

정답: 모즐리

멘델레예프는 질량(원자량) 순서로 줄을 세워 최초의 주기율표를 만든 위대한 과학자입니다. 비슷한 원소들을 묶을 때 가로가 아니라 위아래 '세로줄'에 모이도록 만들었습니다.

문제 12 · 단답형

원자량은 계산의 편리함을 위해 특정한 원자를 기준으로 정한 상대적인 질량이다. 이때 기준이 되는 원소는 무엇인가? (2글자)

정답: 탄소

옛날 과학자인 뉴랜즈는 원자량 순서로 8번째 규칙을 찾았고, 현대 과학자인 모즐리는 양성자 수(원자 번호)를 기준으로 잡았습니다. 멘델레예프는 당시 원자 번호를 몰랐기 때문에 원자량 순서로 배열했습니다.

문제 13 · 보기 선택

과학자 모즐리의 연구 및 업적으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 원소를 원자 번호 순서로 배열한 주기율표를 만들었다.
• ㄴ. 원소들의 주기적 성질이 양성자 수와 관련 있음을 발견했다.
• ㄷ. 성질이 비슷한 세 쌍 원소의 규칙성을 최초로 발견했다.

정답: ㄱ, ㄴ

모즐리는 양성자 개수(원자 번호)를 발견해서 원소들을 새롭게 배열한 주인공입니다. 하지만 세 쌍 원소를 묶어낸 것은 훨씬 옛날 과학자인 되베라이너 할아버지의 업적입니다.

문제 14 · 보기 선택

멘델레예프의 주기율표에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 원소를 원자량 순서로 배열하였다.
• ㄴ. 화학적 성질이 비슷한 원소를 같은 가로줄에 배열하였다.
• ㄷ. 인류 최초의 주기율표를 만들었다.

정답: ㄱ, ㄷ

멘델레예프는 질량(원자량) 순서로 줄을 세워 최초의 주기율표를 만든 위대한 과학자입니다. 그런데 비슷한 친구들을 묶을 때 가로가 아니라 위아래 '세로줄'에 모이도록 만들었습니다.

문제 15 · 보기 선택

원소의 규칙성을 발견한 과학자와 그 기준이 바르게 연결된 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 뉴랜즈 - 원자량 순서
• ㄴ. 멘델레예프 - 원자 번호 순서
• ㄷ. 모즐리 - 양성자 수(원자 번호) 순서

정답: ㄱ, ㄷ

옛날 과학자인 뉴랜즈는 원자량 순서로 8번째 규칙을 찾았고, 현대 과학자인 모즐리는 양성자 수(원자 번호)를 기준으로 잡았습니다. 하지만 멘델레예프는 당시 원자 번호를 몰랐기 때문에 원자량 순서로 배열했었습니다.

문제 16 · 보기 선택

원자량의 특징에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 원자의 실제 질량을 그대로 나타낸 값이다.
• ㄴ. 탄소를 기준으로 비교하여 나타낸 상대적인 질량이다.
• ㄷ. 원자량이 클수록 더 무거운 원소임을 뜻한다.

정답: ㄴ, ㄷ

원자들은 너무 가벼워서 실제 질량을 그냥 쓰면 문제가 됩니다. 그래서 탄소라는 기준을 세워두고 누가 더 무거운지 비교하는 상대적인 숫자를 씁니다. 당연히 숫자가 크면 더 묵직한 원소라는 뜻입니다.

문제 17 · 보기 선택

뉴랜즈와 되베라이너의 발견에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 뉴랜즈는 원소를 배열할 때 8번째마다 성질이 비슷한 원소가 나타나는 것을 발견했다.
• ㄴ. 되베라이너는 세 쌍 원소 중 중간 원소의 원자량이 나머지 두 원소 원자량의 평균값을 갖는 것을 발견했다.
• ㄷ. 두 과학자 모두 양성자 수를 기준으로 원소들의 규칙성을 연구했다.

정답: ㄱ, ㄴ

뉴랜즈의 옥타브 8번째 규칙과 되베라이너의 세 쌍 평균값 규칙은 둘 다 훌륭한 발견입니다. 하지만 두 분 모두 옛날 분들이라 '양성자 수(원자 번호)'라는 개념은 아예 모르고 연구하셨습니다.

문제 18 · 객관식

원소의 규칙성을 찾기 위한 과학자들의 노력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

• ① 모즐리는 원자 번호 순서로 원소를 배열했다.
• ② 뉴랜즈는 8번째마다 성질이 비슷한 원소가 나타난다고 주장했다.
• ③ 멘델레예프는 인류 최초의 주기율표를 만들었다.
• ④ 되베라이너는 화학적 성질이 비슷한 세 쌍 원소를 발견했다.
• ⑤ 멘델레예프는 양성자 수를 기준으로 주기율표를 완성했다.

정답: ⑤

멘델레예프 할아버지가 최초로 표를 만든 것은 맞지만, 그때는 양성자 수라는 것을 몰랐기 때문에 질량인 '원자량' 순서로 줄을 세웠습니다. 양성자 수를 기준으로 완벽하게 고친 것은 후배 과학자인 모즐리입니다.

문제 19 · 객관식

다음 중 현대 주기율표의 기초를 완성한 과학자 '모즐리'가 원소들을 배열할 때 핵심 기준으로 삼은 물리량은?

• ① 원소의 최초 발견 연도
• ② 원자의 실제 절대 질량
• ③ 원자핵 속의 중성자 수
• ④ 원자 번호(양성자 수)
• ⑤ 화학 반응에 참여하는 전자의 속도

정답: ④

모즐리는 이전 과학자들이 쓰던 원자량(질량) 기준의 문제점을 발견하고, 원소의 진짜 고유 번호인 '양성자 개수'를 기준으로 삼아 순서를 재배열했습니다. 이것이 바로 원자 번호입니다.

문제 20 · 객관식

화학에서 사용하는 '원자량'의 개념에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 원자의 실제 질량을 kg 단위로 정밀하게 측정한 절대적인 값이다.
• ② 수소 원자를 기준으로 삼아 다른 원소들의 크기를 비교한 값이다.
• ③ 원자의 크기가 커짐에 따라 실제 질량이 가벼워지는 현상을 의미한다.
• ④ 탄소 원자를 기준으로 삼아 비교하여 나타낸 상대적인 질량이다.
• ⑤ 모즐리가 주기율표를 배열할 때 사용한 유일하고 핵심적인 기준이다.

정답: ④

원자 한 개의 무게를 저울에 달아서 킬로그램으로 쓰면 소수점 아래로 0이 끝도 없이 내려갑니다. 그래서 기준 반장인 '탄소'를 정해두고 얘랑 비교한 비율로 숫자를 정한 것이 원자량입니다.

문제 21 · 객관식

다음 과학자들과 그들이 발견한 주요 내용이 바르게 짝지어지지 않은 것은?

• ① 되베라이너 - 화학적 성질이 비슷한 세 쌍 원소 발견
• ② 뉴랜즈 - 원소를 배열할 때 8번째마다 비슷한 원소가 나타남
• ③ 멘델레예프 - 화학적 성질이 비슷한 원소를 묶어 최초의 주기율표 작성
• ④ 모즐리 - 원소들을 원자량 순서로 재배열하여 예외를 수정
• ⑤ 되베라이너 - 세 쌍 원소 중 중간 원소 원자량은 나머지 두 원소 원자량의 평균값

정답: ④

모즐리는 원자량(질량)으로 줄을 세우다 발생한 문제들을 고치기 위해, 원자량 대신 '원자 번호(양성자 수)'라는 새로운 기준을 쓴 천재 과학자입니다. 원자량 순서로 재배열했다는 것은 틀린 설명입니다.

문제 22 · 객관식

원소의 분류와 주기율표 발달 과정에 대한 설명으로 가장 적절한 결론은?

• ① 과거부터 현재까지 주기율표의 기준은 오직 원자량 하나뿐이었다.
• ② 모즐리의 현대 주기율표는 화학적 성질을 무시하고 오직 질량 크기 순서로만 나열한 것이다.
• ③ 멘델레예프는 양성자의 존재를 완벽히 이해하고 이를 바탕으로 표를 만들었다.
• ④ 과학자들은 원소들 사이에 일정한 규칙성이 있다는 것을 발견하고 이를 표로 발전시켜 왔다.
• ⑤ 뉴랜즈의 법칙에 따르면 자연계의 모든 원소는 10번째마다 성질이 완벽하게 반복된다.

정답: ④

되베라이너의 세 쌍 원소부터 모즐리의 현대 주기율표까지! 이 모든 것은 옛날부터 과학자들이 원소들 사이의 규칙성을 찾으려 끊임없이 노력하고 다듬어 온 위대한 결과입니다.