화학의 기초 (1) 원자란 무엇인가?

” 모든 물질은 원자로 되어 있다”

유명한 과학자 리차드 파인만이 한 말이죠.

세상 현상을 이해하기 위해서 우리는 이 원자에 대해 먼저 이해해야 합니다.

원자는 원자핵과 그 주변을 움직이는 전자로 설명할 수 있습니다.

양성자는 양전하를 띄는 입자로, 원자의 성질에 중요한 역할을 합니다.
양성자의 갯수에 따라 원소가 결정됩니다.
예를 들어 1번 원소인 수소와 2번 원소인 헬륨 간의 가장 중요한 차이는 원자핵의 양성자의 갯수입니다.

원자가 몇개의 양성자를 가지고 있는지가 그 원자의 성질을 결정하는 것이죠.
또 그 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있습니다.

양성자는 이름처럼 양전하를 띈 입자를 의미하고, 중성자는 전하를 가지지 않는 입자입니다.
전자는 반대로 음전하를 띄는 입자입니다.

양성자와 전자의 갯수가 같다면 그 원자는 아무런 전하를 가지지 못하게 됩니다.
전자가 더 많다면 음전하를, 양성자가 더 많다면 양전하를 가지게 됩니다.

이렇게 원자가 전하를 띌 수 있게되고 우리는 그것을 이온이라고 부릅니다.
전자가 더 많아 음전하를 띄게 되면 음이온, 양성자가 더 많아 양전하를 띄게 되면 양이온 처럼 말이죠.

 

중간 정리입니다.
양성자는 원소를 결정하고, 전자의 갯수에 따라 이온인지 중성 원자인지가 결정됩니다.

그렇다면 중성자의 역할이 궁금해집니다.
중성자는 원자핵에서 같은 전하를 띈 양성자들이 안정적으로 뭉쳐있게 도와주는 입자 정도로만

생각하시면 됩니다.

또한 중성자의 갯수는 반드시 양성자와 같을 필요는 없습니다.
서로 다른 중성자 갯수를 가지더라도 양성자의 갯수가 같다면 같은 원소라고 보셔도 됩니다. 그렇지만 이들은 동위원소입니다.

동위원소란 원자핵이 가지는 중성자의 갯수가 서로 다르기 때문에 원자핵의 질량이 다릅니다. 따라서 조금씩의 차이가 발생할수 있어 붙인 이름입니다.

여담이지만, 동위원소는 불안정한 경우가 많아 에너지를 방출하여 안정한 상태로 돌아가려하기 때문에 방사성을 띄고 방사선을 방출하는 경우가 많습니다.
특히 요즘 이슈가 되는 후쿠시마 처리수의 삼중수소가 동위원소의 예시가 되겠네요.

오늘은 화학의 가장 기초인 원자에 대해 간단하게 알아보았습니다.
원자에 대해선 할 이야기가 정말 많지만, 포스팅을 진행하며 더욱 많은 이야기를 다루도록 하겠습니다.

공대생 드림.

 

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