주기율표에서 원자번호는 증가하지만 질량 수는 감소하는 경우가 두 번 있다. 그 두 번이 어떤 경우이고 어떠한 원인에서 그렇게 되는 건지 알려줘

주기율표에서 원자번호는 증가하지만 질량수가 감소하는 두 가지 경우

주기율표에서 원자번호(양성자 수)는 항상 증가하지만, 질량수(양성자 + 중성자 수)가 감소하는 예외적인 경우가 두 번 존재한다.
이는 테크네튬(Technetium, Tc) → 루테튬(Ru), 아르곤(Ar) → 칼륨(K) 두 원소 사이에서 발생한다.


---

1. 원자번호 18 → 19 (아르곤 → 칼륨)

✅ **아르곤(Ar, 원자번호 18)**과 칼륨(K, 원자번호 19) 사이에서 질량수가 감소한다.

📌 질량수 비교

아르곤(Ar, Z = 18): 원자량 ≈ 39.948

칼륨(K, Z = 19): 원자량 ≈ 39.098


즉, 칼륨(K)의 평균 원자량이 아르곤(Ar)보다 낮다.

📌 이유:

아르곤의 가장 풍부한 동위원소가 Ar-40(중성자 22개)

칼륨의 가장 풍부한 동위원소가 K-39(중성자 20개)

즉, 칼륨(K)은 상대적으로 질량이 작은 동위원소(K-39)가 가장 많고, 아르곤(Ar)은 질량이 더 큰 Ar-40이 주요 동위원소이기 때문에, 원자번호가 증가하면서도 평균 질량수가 감소한다.



---

2. 원자번호 42 → 43 (테크네튬 → 루테튬)

✅ **테크네튬(Tc, 원자번호 43)**과 루테튬(Ru, 원자번호 44) 사이에서도 질량수가 감소하는 현상이 발생한다.

📌 질량수 비교

테크네튬(Tc, Z = 43): 원자량 ≈ 98

루테튬(Ru, Z = 44): 원자량 ≈ 96


즉, 루테튬(Ru)의 원자량이 테크네튬(Tc)보다 낮다.

📌 이유:

테크네튬(Tc)는 자연에서 존재하지 않는 인공 원소이며, 가장 안정한 동위원소가 Tc-98이다.

루테튬(Ru)의 가장 풍부한 동위원소는 Ru-96이다.

즉, 루테튬의 경우 질량이 작은 동위원소가 상대적으로 많기 때문에 평균 원자량이 낮아진다.



---

결론: 왜 이런 일이 발생하는가?

✅ 이 두 가지 예외적인 경우는 특정한 동위원소의 자연적인 분포 때문에 발생한다.

Ar → K: 아르곤의 주된 동위원소(Ar-40)가 무겁고, 칼륨의 주된 동위원소(K-39)는 가벼움.

Tc → Ru: 테크네튬의 주된 동위원소(Tc-98)가 루테튬의 주된 동위원소(Ru-96)보다 무거움.


📌 따라서, 동위원소의 상대적 분포가 질량에 영향을 주면서 원자번호가 증가하지만 평균 원자량이 감소하는 예외적인 현상이 발생한다.

Disclaimer) ChatGPT로 작성되었습니다. 반드시 단순한 참고 용도로만 사용하세요. 감사합니다. (사실과 다른 내용이 있으면 제보해주세요.)