아낌없이 주는 나무

1. 보일의 법칙 (Boyle's law)

  ▣ 보일의 법칙은 기체의 온도가 일정하면 기체의 압력과 부피는 반비례한다는 법칙으로,

      영국의 자연철학자, 화학자이자 물리학자인 보일(R. Boyle, 1627-1691)이 1662년에 발견하였다.

  ▣ 보일의 법칙을 좀 더 엄밀하게 표현하자면, 닫힌계에서 온도와 질량이 일정한 이상기체가 가지는 압력은

       그 기체의 부피에 반비례한다는 법칙이다

2. 샤를의 법칙 (Charl's law)

 ▣ 샤를의 법칙은 기체의 부피가 기체의 온도에 비례한다는 법칙으로, 프랑스의 과학자인

     샤를 (J. Charles, 1746-1823)이 발견하였다.

 ▣ 샤를의 법칙은, 좀더 엄밀하게 표현하자면, 기체의 압력이 일정할 때 기체의 부피가 기체의 절대온도에

     비례한다는 법칙이며, 수학적으로 표현하면 다음과 같다.

【출제 예상 문제】

​

1. 제1류 위험물로 그 성질이 산화성 고체인 것은 ? ②

  ① 황린             ② 아염소산염류                ③ 금속분             ④ 유황

   ※ 제1류 위험물 : 염소산염류, 과염소산염류, 질산염류(질산칼륨, 질산나트륨)

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2. 제2류 위험물에 해당하는 것은 ? ①

   ① 유황        ② 질산칼륨           ③ 칼륨            ④ 톨루엔

  ※ 제2류 위험물 : 황화린, 적린, 유황(황), 철분, 마그네슘, 금속분

​

3. "자연발화성 물질 및 금수성 물질"은 제 몇 류 위험물에 해당하는가 ? ③

  ① 제1류 위험물      ② 제2류 위험물     ③ 제3류 위험물     ④ 제4류 위험물

  ※ 위험물의 구분

    ① 제1류 위험물 : 산화성 고체                                 ② 제2류 위험물 : 가연성 고체

    ③ 제3류 위험물 : 자연발화성 및 금수성 물질         ④ 제4류 위험물 : 인화성 액체

    ⑤ 제5류 위험물 : 자기반응성 물질                         ⑥ 제6류 위험물 : 산화성 액체

​

4. 자기연소를 일으키는 가연물질로만 짝지어진 것은 ? ②

   ① 니트로셀룰로오스, 유황, 등유

   ② 질산에스테르류, 셀룰로이드, 니트로화합물

   ③ 셀룰로이드, 발연황산, 목탄

   ④ 질산에스테르류, 황린, 염소산칼륨

   ※ 제5류 위험물 : 유기과산화물, 질산에스테르류(셀룰로이드), 니트로화합물, 니트로소화합물

5. 다음은 제1류 위험물의 물리 · 화학적 성질에 대한 설명이다. 바르게 설명된 것은 ?

  ① 무기과산화물 등을 제외하고 일반적으로 화재시 다량의 물로 냉각 소화한다.

  ② 가연성 고체이기 때문에 산화성 고체인 제2류 위험물과 혼촉하면 위험하고 그 외의

       위험물과는 혼촉이 가능하다.

  ③ 산화성 액체로서 가연성이면서 자기반응성 물질이다.

  ④ 상온에서 액체 상태이며, 반응속도가 느리다.

   ※ 제1류 위험물(산화성 고체) : 주수냉각에 의한 소화, 무기과산화물은 물과 접촉시 발열

       하므로 마른 모래에 의한 소화

6. 주수소화를 할 수 없는 물질은 ? ①

  ※ 주수 : 물을 뿌리는 것

  ① 리튬      ② 염소산 칼륨        ③ 유황         ④ 적린

  ※ 금수성 물질 : 금수성 물질은 물과 반응하여 발화하는 물질을 말하는데 금속화재 시

      주수 소화할 경우 수소가 발생하기 때문에 위험하므로 화재발생 초기에 팽창질석,

      마른 모래 내지 전용의 분말소화약제로 소화한다. 본격 화재시에는 일반적으로

      진입이 어려우므로 주변에 연소방지조치를 하고 자연소화가 되도록 놓아둔다.

​

7. 제6류 위험물의 공통 성질이 아닌 것은 ? ①

   ① 모두 비중이 1보다 작으며 물에 녹지 않는다.

   ② 모두 산화성 액체이다.

   ③ 모두 불연성 물질로 액체이다.

   ④ 모두 산소를 함유하고 있다.

   ※ 제6류 위험물의 특성

   ① 불연성이나 산소를 포함(조연성)하고 있어 산소공급원으로서 연소를 돕는다.

   ② 물 보다 무거우며 (비중이 1보다 크다) 물과 반응하여 발열한다. (과염소산, 질산)

   ③ 유기물 접촉시 발연, 발열성이 크다.

   ④ 피부 접촉 시 즉시 세척하여야 한다.

   ⑤ 증기는 유독성으로 취급 시 보호구를 착용하여야 한다.

​

8. 제4류 위험물의 소화에 가장 많이 사용되는 방법은 ? ③

  ① 물을 뿌린다.              ② 연소물을 제거한다.

  ③ 공기를 차단한다.       ④ 인화점 이하로 냉각한다.

  ※ 제4류 위험물 (인화성 액체) 소화방법

    ① 이산화탄소, 분말, 포소화약제로 질식 소화한다.

    ② 유면이 확대되므로 주수소화금지 (물분무, 미분무소화는 적응성을 가진다 ⇒ 에멀젼 효과)

    ③ 수용성 위험물(알코올)은 알코올형 포를 사용

​

9. 제2석유류에 해당하는 것으로만 나열된 것은 ? ②

   ① 에테르, 이황화탄소                 ② 아세톤, 벤젠

   ③ 아세트산, 아크릴산                 ④ 중유, 아닐린

 ※ 제2석유류 (인화점 21 ~ 70 [℃] 미만)

    ▣ 등유, 경유, 송근유, 장뇌유, 테레빈유, 클로로벤젠, 아세트산, 아크릴산

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10. 다음 위험물 중 특수인화물이 아닌 것은 ? ①

  ① 아세톤     ② 디에틸에테르     ③ 산화프로필렌             ④ 아세트알데히드

※ 특수인화물 (발화점 100 [℃] 이하 또는 인화점 -20 [℃] 이하인 것)

    디에틸에테르, 이황화탄소, 산화프로필렌, 아세트알데히드

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11. 다음 물질 중 분자내에 산소를 함유하고 있지 않는 액체 탄화수소 중에 보관해야 하는

      것은 ? ④

   ① 황화린     ② 황린     ③ 적린     ④ 나트륨

  ※제3류 위험물 (자연발화성 및 금수성 물질) : 금수성 물질은 물과 접촉하면 가연성 가스

      (수소)가 발생하고 자연발화성 물질은 상온에서 발화하므로 보호액 속에 보관한다.

​

12. 탄화칼슘이 물과 반응할 때 발생되는 기체는 ? ②

  ① 일산화탄소          ② 아세틸렌          ③ 황화수소         ④ 수소

  ※ 제3류 위험물

    칼슘 또는 알루미늄의 탄화물에 주수할 경우

  ⊙ 탄화칼슘 (CaC2 : 칼슘카바이드) : 아세틸렌 (C2H2) 발생

  ⊙ 탄화알루미늄 (Al4C3) : 메탄 발생

1. 점화원의 종류

가. 전기적 발화원

 1) 전기적 열에너지의 종류

  ① 유도열 : 도체 주위에 변화하는 자장이 존재하거나 도체가 자장 사이를 통과하여

                     전위차가 발생하고 이 전위차에서 전류의 흐름이 일어나 도체의 저항에

                      의하여 열이 발생하는 것

  ② 유전열 : 누설전류에 의해 절연능력이 감소하여 발생하는 열

  ③ 저항열 : 도체에 전류가 흐르면 도체 물질의 원자구조 특성에 따른 전기저항 때문에

                     전기에너지의 일부가 열로 변하는 발열

  ④ 아크열 : 접촉 불량 등에 의해 발생

  ⑤ 정전기열 : 정전기가 방전할 때 발생하는 열

  ⑥ 낙뢰에 의한 열 : 번개에 의해 발생되는 열

 2) 정전기

  ▣ 부도체의 마찰에 의해 발생하며, 전기가 흐르지 못하고 축적되어 가연성 가스 및 가연

      성 액체의 점화원이 될 수 있다.

  ① 정전기의 발생과정

      ⊙ 부도체의 마찰 등에 의한 전하의 발생 → 전하의 축적에 의한 전위 상승 → 절연파괴에 의한 방전

           → 최소 발화에너지 이상일 경우 가연물을 점화 → 화재

  ② 정전기 발생 원인

    ⊙ 전기부도체와의 마찰

    ⊙ 자동차를 장시간 주행

    ⊙ 옥외 탱크에 석유를 주입

    ⊙ 인체에서의 대전 (니트 등의 소재에 의한 주유기 발화)

  ③ 정전기 방지대책

    ⊙ 접지를 한다.

    ⊙ 공기의 상대습도를 70 [%] 이상으로 한다.

    ⊙ 공기를 이온화 한다.

    ⊙ 도체 물질을 사용한다.

나. 기계적 (물리적) 발화원

  ① 압축열 : 기체를 급히 압축할 때 발생되는 열

  ② 마찰열 : 두 고체를 마찰시킬 때 발생되는 열

  ③ 마찰 스파크 : 고체와 금속을 마찰시킬 때 불꽃이 일어나는 것

다. 화학반응에 의한 점화원

  ① 연소열 : 어떤 물질이 완전히 산화되는 과정에서 발생하는 열

  ② 용해열 : 어떤 물질이 액체에 용해될 때 발생하는 열 (농황산, 묽은 황산)

  ③ 분해열 : 화합물이 분해할 때 발생하는 열

  ④ 생성열 : 발열반응에 의하여 화합물이 생성할 때의 열

  ⑤ 자연발열 (자연발화) : 어떤 물질이 외부로 부터 열의 공급을 받지 아니하고 온도가 상승하는 현상

2. 온도

  ① 섭씨 [℃] : 1기압에서 물의 빙점 (어는 점)을 0 [℃], 비점(끓는 점)을 100 [℃]로 하여 100 등분한 온도 단위

  ② 화씨 [°F] : 대기압에서 물의 빙점 (어는 점)을 32 [°F], 비점(끓는 점)을 212 [°F]로 하여 180 등분한 온도 단위

  ③ 절대온도 (켈빈온도 [°K]) : 열역학적 온도로 -273 [℃]를 0 [°K]로 시작하는 온도

  ④ 랭킨온도 [°R] : 화씨온도와 동일한 눈금을 사용하는 절대온도

​

【 온도 환산 공식】

다. 연소점 (Fire point)

   ① 인화점 보다 5 ~ 10 [℃] 높으며 연소를 5초 이상 지속할 수 있는 온도

   ② 어떤 인화성 액체가 공기 중에서 열을 받아 점화원의 존재하에 지속적인 연소를 일으킬 수 있는 온도

   ③ 가연성 액체에 점화원을 가져 가서 인화된 후 점화원을 제거하여도 가연물에 계속 연소 연소되는 최저 온도

​

라. 비중 (Specific gravity)

  ▣ 물 4 [℃]를 기준으로 했을 때의 물체의 무게 (고체, 액체)

      ※ 기체 : 표준상태 0 [℃], 1기압 공기의 비중 1

                     프로판, 부탄 > 1, 메탄 < 1

마. 비점 (Boiling point)

  ▣ 액체가 끓으면서 증발이 일어날 때의 온도

​

바. 비열 (Specific heat)

  ① 1 [cal] : 1 [g]의 물을 1 [℃] 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량

  ② 1 [BTU] : 1 [lb]의 물을 1 [°F] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

  ③ 1 [chu] : 1 [lb]의 물을 1 [℃] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

       ※ 1 파운드 [lb] = 0.452592 [kg]

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사. 융점 (Melting point)

  ▣ 대기압 하에서 고체가 용융하여 액체가 되는 온도

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아. 잠열 (Latent heat) ※ latent [ leɪtnt ] 잠재하는, 잠복해 있는 latent disease 잠복중인 병

  ▣ 어떤 물질이 고체, 액체, 기체로 상태를 변화하기 위해 필요로 하는 열

​

  【 물의 잠열】

자. 현열 : 감열

   ▣ 상태의 변화없이 물질의 온도변화에 필요한 열

​

차. 점도 (Viscosity)

   ▣ 액체의 점착과 응집력의 효과로 인한 흐름에 대한 저항을 측정하는 기준

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카. 증기압 (Vaper pressure) = 대기압

 1) 정의

    ① 어떤 물질이 일정한 온도에서 열평형 상태가 되는 증기의 압력

    ② 증기가 액체와 평형상태에 있을 때 증기가 새어 나가려는 압력

2) 증기압의 특성

   ① 기압계에 수은을 이용하는 것이 적합한 이유는 증기압이 낮기 때문

   ② 쉽게 증발하는 휘발성 액체는 증기압이 높다.

   ③ 증기압은 밀폐된 용기 내의 액체 표면을 탈출하는 증기의 양이 액체 속으로 재 침투

       하는 증기의 양과 같은 때의 압력

   ④ 유동하는 액체 내부에서 압력이 증기압 보다 낮아지면 액체가 기화하는 공동현상 (cavitation) 발생

   ⑤ 증기분자의 질량이 작을 수록 큰 증기압이 나타난다.

   ⑥ 분자운동이 커지면 증기압이 증가한다.

   ⑦ 액체의 온도가 상승하면 증기압이 증가한다.

   ⑧ 증발과 응축이 평형상태일 때의 압력을 포화증기압이라 한다.

   ⑨ 증기압의 단위

        atm, ㎜Hg, kg/㎠, mH2O, mAq, PSI, lb/in2, kPa, N/㎠, mbar

타. 증기비중 (Vaper Specfic Gravity)

   ▣ 공기분자량 (29 [g])에 대한 가스분자량의 비

【 출제예상문제 】

1. 열에너지중 전기에너지에는 여러가지의 발생원인이 있다. 다음 중 전기에너지원의 발생

    원인에 속하지 아니하는 것은 어느 것인가 ? ②

   ① 저항가열          ② 마찰스파크             ③ 유도가열            ④ 유전가열

   ※ 마찰스파크는 기계적 에너지원이다.

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2. 물에 황산을 넣어 묽은 황산을 만들 때 발생되는 열은 ? ③

   ① 연소열         ② 분해열          ③ 용해열          ④ 자연발열

  ※ 용해열 : 액체에 용해될 경우 발생하는 열을 말하며 황산의 경우 물에 용해될 때 발생한다.

3. 정전기에 의한 발화과정으로 옳은 것은 ? ②

   ① 방전 → 전하의 축적 → 전하의 발생 → 발화

   ② 전하의 발생 → 전하의 축적 → 방전 → 발화

   ③ 전하의 발생 → 방전 → 전하의 축적 → 발화

   ④ 전하의 축적 → 방전 → 전하의 발생 → 발화

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4. 정전기의 발생과 관련이 없는 사항은 ? ③

  ① 자동차의 장시간 주행               ② 위험물 옥외 탱크에 석유류 주입

  ③ 공기중에 습도가 높은 경우       ④ 전기 부도체의 마찰

  ※ 정전기 발생원인 : 전기부도체의 마찰, 자동차를 장시간 주행, 옥외탱크에 석유류 주입인체에서의 대전

5. 정전기로 인한 피해발생의 방지대책이 아닌 것은 ? ③

   ① 접지 실시        ② 공기의 이온화         ③ 부도체 사용         ④ 70% 이상의 상대습도 유지

   ※ 정전기 방지대책 : 접지를 한다, 공기의 상대습도를 70% 이상으로 한다. 공기를 이온화한다.

       도체물질을 사용한다.

6. 다음 중 기계적 점화원으로만 되어 있는 것은 ? ③

   ① 마찰열, 기화열       ② 용해열, 연소열        ③ 압축열, 마찰열           ④ 정전기열, 연소열

   ※ 기계적(물리적) 마찰열 : 기계적 마찰, 충격, 단열압축 등에 의해 일어나는 발화원이다.

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7. 착화온도 500 [℃] 에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ②

   ① 500 [℃]로 가열하면 산소공급 없이 인화한다.

   ② 500 [℃]로 가열하면 공기 중에서 스스로 타기 시작한다.

   ③ 500 [℃]로 가열하여도 점화원이 없으면 타지 않는다.

   ④ 500 [℃]로 가열하면 마찰열에 의하여 연소한다.

   ※ 발화점 (착화점) : 열 등의 형태로 에너지가 주어질 경우 스스로 연소가 시작되는 최저 온도

8. 다음 중 인화점이 가장 낮은 물질은 ? ①

  ① 산화프로필렌         ② 이황화탄소         ③ 메틸알코올           ④ 등유

     ※ 제4류 위험물의 인화점

9. 가연성 증기를 발생하는 액체가 공기와 혼합하여 기상부에 다른 불꽃이 닿았을 때 연소가 일어나는

     최저의 액체 온도를 무엇이라고 하는가 ? ②

   ① 발화점      ② 인화점        ③ 연소점          ④ 착화점

      ※ 인화점 : 외부에너지를 점화원(불꽃 등)으로 가했을 경우 연소가 시작되는 최저 온도

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10. 1[g]의 물체를 1 [℃] 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량을 나타내는 것은 ? ③

   ① 잠열          ② 복사열            ③ 비열           ④ 열용량

  ※ 비열 (Specific heat)

    ① 1 [cal] : 1[g]의 물을 1[℃] 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량

    ② 1[BTU] : 1[lb]의 물을 1[°F] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

    ③ 1[chu] : 1[lb]의 물을 1 [℃] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

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11. 연소점에 관한 설명으로 옳은 것은 ? ④

   ① 점화원 없이 스스로 불이 붙는 최저 온도

   ② 산화하면서 발생된 열이 축적되어 불이 붙는 최저 온도

   ③ 점화원에 의해 불이 붙는 최저 온도

   ④ 인화 후 일정시간 이상 연소상태를 계속 유지할 수 있는 온도

      ※ 연소점 : 외부 에너지를 제거하여도 자력으로 지속적인 연소가 가능한 온도로 일반적으

                        로 인화점 보다 약 5 ~ 10 [℃] 정도 높다.

12. 물질의 증기비중을 가장 옳게 나타낸 것은 ? (단, 수식에서 분자, 분모의 단위는 모두 [g/mol] 이다) ②

다. 폭발 한계와 위험성

   ① 하한계가 낮을 수록 위험하다.

   ② 상한계가 높을 수록 위험하다.

   ③ 연소범위가 넓을 수록 위험하다.

   ④ 연소범위의 하한계는 그 물질의 인화점에 해당한다.

   ⑤ 연소범위는 주위온도와 관계가 깊다.

   ⑥ 압력상승시 하한계는 불변, 상한계만 상승한다.

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3. 위험도 (Degree of hazards)

  ▣ U-L을 폭발하한계(L)로 나누는 것이므로 하한이 낮거나 연소범위가 넓을 수록 위험도는 커진다.

4. 혼합가스의 폭발하한계

  ▣ 가연성 가스와 혼합되었을 때 폭발하한계는 르 샤틀리에 법칙에 의하여 다음과 같이 계산된다.

【 출제예상문제】

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1. 물질의 연소시 산소 공급원이 될 수 없는 것은 ? ①

  ① 탄화칼슘      ② 과산화나트륨      ③ 질산나트륨      ④ 압축공기

  ※ 산소공급원

   ① 제1류 위험물 (산화성 고체 : 질산나트륨)

   ② 제5류 위험물 (자기반응성 물질)

   ③ 제6류 위험물 (산화성 액체 : 과산화수소)

   ④ 지연성(조연성) 가스 : 자신은 연소하지 않고 연소를 도와주는 가스 (산소, 불소, 염소, 오존 등)

   ⑤ 공기 (압축공기)

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2. 다음 가스에서 공기 중 연소범위가 가장 넓은 것은 ? ④

   ① 메탄      ② 프로판      ③ 에탄     ④ 아세틸렌

   ※ 연소범위

[비고]

  ① "면화류"란 불연성 또는 난연성이 아닌 면상 또는 팽이 모양의 섬유와 마사 원료를 말한다.

  ② 넝마 및 종이 부스러기는 불연성 또는 난연성이 아닌 것 (동식물유류가 깊이 스며 들어있는

       옷감 · 종이 및 이들의 제품 포함)에 한한다.

  ③ "사류"란 불연성 또는 난연성이 아닌 실 (실 부스러기와 솜털 포함)과 누에고치를 말한다.

  ④ "볏짚류"란 마른 볏짚·마른 복데기와 이들의 제품 및 건초를 말한다.

​

4. 합성고분자 물질 (플라스틱)

가. 열가소성 수지

  ▣ 열에 의하여 변형되는 수지로서 PVC 수지, 폴리에틸렌수지, 플리스틸렌수지, 폴리아세트산비닐 등이 있다.

나. 열경화성 수지

  ▣ 열에 의하여 변형되지 않는 (굳어 버리는 물질) 수지로서 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이 있다.

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【 예상문제 】

1. 가장 간단한 형태의 탄화수소로서 LNG의 주성분은 ? ③

  ① 부탄   ② 에탄   ③ 메탄   ④ 프로판

※ LNG (천연가스) : 주성분은 메탄(CH4)으로 공기보다 가볍다.

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2. 순수한 액화석유가스 (LPG)의 일반적 성질에 대한 설명으로 잘못된 것은 ? ④

  ① 휘발유 등 유기용매에 녹는다.                      ② 액화하면 물보다 가볍다.

  ③ 액화석유가스 증기는 공기보다 무겁다.        ④ 무색으로 독특한 냄새가 있다.

※ LPG (액화석유가스)

   ① 주성분은 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10) 이다.

   ② 무색, 무취이다.

   ③ 독성이 없는 가스이다.

   ④ 액화하면 물 보다 가볍고, 기화하면 공기보다 무겁다.

   ⑤ 휘발유 등 유기용매에 잘 녹는다.

   ⑥ 천연고무를 잘 녹인다.

   ⑦ 공기 중에서 쉽게 연소 · 폭발한다.

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3. 재료와 그 특성의 연결이 옳은 것은 ? ①

  ① PVC - 열가소성                                ② 페놀수지 - 열가소성

  ③ 폴리에틸렌수지 - 열경화성              ④ 멜라민수지 - 열가소성

※ 합성 고분자 물질 (플라스틱)

    ① 열경화성수지 : 멜라민수지, 페놀수지, 요소수지

    ② 열가소성수지 : 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리아세트산비닐

4. 특수가연물로 볼 수 없는 것은 ? ③

  ① 대팻밥       ② 목재가공물       ③ 파라민        ④ 볏짚

※ 특수 가연물

5. 불활성 가스에 해당하는 것은 ?    ③

  ① 수증기       ② 일산화탄소        ③ 아르곤        ④ 아세틸렌

※ 불활성 가스

▣ 주기율표의 18족 원소 : 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe),  라돈 (Rn)

【주기율표】 週期律表 - periodic table(영어) - the periodic table of the elements(영어)

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원소를 양성자의 수에 따라 배열한 표로, 단주기형과 장주기형이 있다. 주기율표상의 원소들은 크게 전형원소 · 전이원소 또는 금속원소 · 비금속원소로 분류된다. 한편, 동일 주기에 배치된 원소들은 같은 수의 전자껍질을 가지고, 동일 족에 있는 원소들은 최외각 전자수가 주기적으로 같기 때문에 비슷한 물리적 · 화학적 성질을 나타낸다.

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주기성을 나타내는 원소를 원자번호의 순서대로 배열하면서 물리적 · 화학적 성질이 비슷한 원소들이 같은 족으로 배열되도록 분류한 표를 말한다. 주기율표는 8개 원소를 가지는 2주기 · 3주기 원소를 기준으로 작성된 단주기형(멘델레예프형)과 18개 원소를 가지는 4주기 · 5주기 원소를 기준으로 작성된 장주기형이 있다.

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주기율표의 구성