| 1족 | 2족 | 13족(3가) | 14족(4가) | 15족(5가) | 16족(6가) | 17족(7가) | 18족(8가) |
| 1 / 1 H (수소) | 2 / 4 He (헬륨) | ||||||
| 3 /7 Li (리튬) | 4 / 9 Be (베릴륨) | 5 / 10 B (붕소) | 6 / 12 C (탄소) | 7 / 14 N (질소) | 8 / 16 O (산소) | 9 / 19 F (불소) | 10 / 20 Ne (네온) |
| 11 / 23 Na (나트륨) | 12 / 24.3 Mg (마그네슘) | 13 / 27 Al (알루미늄) | 14 / 28 Si (규소,실리콘) | 15 / 31 P (인) | 16 / 32 S (황) | 17 / 35.5 Cl (염소) | 18 / 40 Ar (아르곤) |
| 19 K (칼륨) | 20 Ca (칼슘) | 31 Ga (갈륨) | 32 Ge (게르마늄) | 33 As (비소) | 34 Se (셀레늄) | 35 / 80 Br (브롬) | 36 Kr (크립톤) |
| 49 In (인듐) | 50 Sn (주석) | 51 Sb (안티몬) | 53 /127 I (요오드) | 54 Xe (제논) |
주기율표는 단순히 원소의 나열이 아니라, 물리적 성질과 화학적 반응성을 예측하는 지도입니다. 특히 공학도에게 있어 원자량과 족(Group)의 특성은 반도체 소자의 동작 원리(P형/N형)를 이해하는 핵심 기초가 됩니다.
효율적인 암기를 위한 가로(노래), 세로(앞글자) 암기법과 반도체 물성 연계 내용을 정리합니다.
1. 원자량 암기: 규칙과 예외
기본적으로 원자량은 원자 번호의 2배, 혹은 그와 근사한 값을 가집니다. 자주 사용되는 원소들은 아래 규칙으로 정리할 수 있습니다.
기본 규칙 (원자량은 보통 원자번호의 2배)
별도의 암기 없이 원자 번호를 기반으로 유추 가능한 원소들입니다.
- 수소($H$), 헬륨($He$), 붕소($B$), 탄소($C$), 질소($N$), 산소($O$), 네온($Ne$), 황($S$)
필수 암기 예외
규칙에서 벗어나거나 계산에 자주 쓰여 외워야 하는 원소들입니다.
- 불소($F$): 불 났을 땐 119 $\rightarrow$ 원자량 $19$
- 염소($Cl$): 동위원소 비율 고려 $\rightarrow$ 원자량 $35.5$
- 아르곤($Ar$): 원자량 $40$
2. 가로 암기 (Period): 노래로 기억하기
주기(Period) 순서는 전자 껍질의 수와 관련이 있습니다. 익숙한 리듬에 맞춰 1번부터 20번까지 흐름을 익힙니다.
수헤리베붕탄질산불네 나마알시펩시콜라 크카
- 1~2주기: 수($H$)-헤($He$)-리($Li$)-베($Be$)-붕($B$)-탄($C$)-질($N$)-산($O$)-불($F$)-네($Ne$)
- 3주기: 나($Na$)-마($Mg$)-알($Al$)-시($Si$)-펩($P$)-시($S$)-콜($Cl$)-라($Ar$)
- 4주기: 크($K$)-카($Ca$)
3. 세로 암기 (Group): 족별 특성과 반도체 물성
세로줄(족, Group)은 최외각 전자(Valence Electron)의 수가 같아 화학적 성질이 유사합니다. 이 부분은 반도체 공학에서 도핑(Doping)과 불순물(Impurity) 개념을 이해하는 데 결정적입니다.
| 족(Group) | 암기법 | 특성 |
| 1족 | 수리나카 | 알칼리 금속: 물과 격렬히 반응. (단, 수소($H$)는 비금속 예외) |
| 2족 | 베마칼 | 알칼리 토금속: 베릴륨, 마그네슘, 칼슘. 땅(土)에서 유래한 성분들. |
반도체 및 도핑 관련 그룹 (핵심)
실리콘($Si$) 웨이퍼에 어떤 불순물을 넣느냐에 따라 반도체의 성격이 결정됩니다.
- 13족 (3가, Trivalent): 붕알갈린 ($B, Al, Ga, In$)
- 물성: 최외각 전자가 $3$개입니다.
- 반도체: $4$가인 실리콘과 결합하면 전자 하나가 부족하여 정공(Hole)이 발생합니다.
- 역활: P형(Positive) 반도체를 만드는 불순물(Acceptor)로 사용됩니다.
- 14족 (4가, Tetravalent): 탄시게주 ($C, Si, Ge, Sn$)
- 물성: 최외각 전자가 $4$개이며, ‘팔이 4개’라 결합력이 강하고 구조적으로 안정적입니다.
- 반도체: 실리콘($Si$), 게르마늄($Ge$)은 순수한 진성 반도체(Intrinsic Semiconductor)의 재료입니다.
- 15족 (5가, Pentavalent): 질인비안 ($N, P, As, Sb$)
- 물성: 최외각 전자가 $5$개입니다.
- 반도체: $4$가인 실리콘과 만나면 결합 후 전자 하나가 남습니다. 이를 잉여 전자(Free Electron) 또는 자유전자라고 합니다.
- 역활: N형(Negative) 반도체를 만드는 불순물(Donor)로 사용됩니다.
| 족(Group) | 암기법 | 특성 |
| 16족 | 산황셀 | 산소족. 비금속이며 산화도(반응성)가 높습니다. |
| 17족 | 불염브요 | 할로겐족: 소독 작용이 탁월하며, 산화력이 최강입니다. ($F, Cl, Br, I$) |
| 18족 | 헤네아크세라 | 불활성 기체: 최외각 전자가 꽉 차 있어 화학적으로 매우 안정적입니다. 반응하지 않습니다. |