Atom   원자

(2023-05-18)

원자 구조


1. 원자 (Atom)
 
  ㅇ 그 자신의 화학적 특성을 갖는 가장 작은 단위입자
     - 원소화학적 성질을 유지하며,
     - 화학적으로 더이상 쪼개질 수 없는 가장 작은 실체

  ㅇ 원자는, `물질을 구성하는 기본 구성 단위`로 가정되나, 
     - 사실상 원자는 미 소립자들로 구성된 복합 입자임

  ㅇ 어원 : 그리스어 atomos (쪼갤 수 없다)


2. 원자의 크기 및 질량

  ㅇ 원자의 크기    ☞ 원자 크기 참조
     - 원자 지름이, 대략 10-10 m 정도이며, 
     - 이는, 10-10 m = 100 pm = 0.1 nm = 1 (옹스트롬) 로 표기됨
     - 고체 금속입방 센티미터 안에는, 대략 1 x 1023개 원자들이 존재함

  ㅇ 원자의 질량원자량 (원자질량단위,amu) 참조
     - 그 질량의 대부분이, 에 집중됨
     - 비록, 크기 자체는 작지만(10-14~10-15 m),
     - 양성자,중성자질량이, 전자질량 보다 거의 2,000배 정도 큼

  ※ 결국, 같은 종류의 원자는, 모두 같은 크기, 같은 질량을 갖음


3. 원자의 구성/구조
 
  ㅇ 원자의 구성 
     - 크게, 원자핵전자구름으로 구성됨
        . 원자핵 : 양성자,중성자
           .. 양성자는 양 전하대전입자, 중성자는 중성 입자
           .. 두 입자는 같은 질량을 갖음
           .. 중성자전하를 띈 양성자들을 핵 내에 묶어줌. (양성자들 만 있으면 척력 발생)
        . 전자구름 : 원자핵 주위에 전자들이 구름 처럼 퍼져있는 형태
           .. 전자전하량 : 자연에서 존재 가능한 가장 작은 전하량 (기본 전하)
     - 즉, 물리적으로, 소립자로 구성됨    ☞ 소립자 참조
        . 양성자, 중성자, 전자 등 

  ㅇ 원자의 구조 모델원자 모델 참조
     - 원자의 내부 구조 및 그에따른 성질을 설명키 위해 제안된 모형


4. 원자의 특성

  ㅇ 원자의 화학적 특성
     - 원자는, 화학적으로 더 이상 분해되지 않음
     - 원자의 화학적 성질은, 전자 구조로 결정됨
        . 즉, 원자의 물성,반응성이 전자의 수와 전자가 특정 원자껍질에 들어가는 방식에 따라 결정됨 

  ㅇ 원자의 전기적 특성
     - 전기적으로 중성
        . Z 개의 양 전하(양성자)의 쿨롱 장 내에서 움직이는 Z 개의 음전하(전자)로 됨

     * 유효 핵 전하 (Effective Nuclear Charge)
        . 다른 전자의 반발 효과(가림 효과)를 고려하여 하나의 전자가 느끼는 실제 핵 전하
        . Z유효 = Z - σ
           .. σ : 가림 상수(Shielding Constant,Screening Constant)


5. 원자의 종류, 구분

  ㅇ 서로다른 원자를 구분하기위해 원소라는 이름을 붙임

  ※ 원자의 종류/구분   ☞ 원소 (2016년 현재 118종), 주기율표 등 참조


6. 원자의 구분 기호 

  ※ 기호 : {# ^{\scriptsize A}_{\scriptsize Z} X #}

     -  X : 원소 기호
     -  Z = 양성자수 = 원자번호
        . 원자 핵 속의 양성자 수 = 원소의 원자번호
        . 중성 원자의 경우, 양성자 수 = 원자 핵 주위의 전자 수
        . 중성 원자가 아닌 하전된 원자의 경우에는,    ☞ 이온 참조
     -  A (= Z + N) = 질량수 = 양성자중성자를 합친 총 수
        .  속에 있는 양성자 수(Z)와 중성자 수(N)의 합
     -  N (= A - Z) = 중성자수 
        . 단, 동위원소 원자는,
        . 같은 원소이지만, 질량수가 서로 다른(즉, 중성자수가 다른) 원자들을 동위원소 라고 함
        . 例) 통상의 수소 원자는 중성자를 갖지 않음 (중수소 1개,삼중수소 2개의 중성자를 갖음)

원자구조/성질
   1. 원자  


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