원소와 원자

안녕하세요.

제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.

여름방학 기간도 이제 얼마 남지 않았네요. 방학은 언제나 짧은 것 같습니다. ㅠㅜ

방학이 끝나면 V단원을 시작으로 2학기 과학 교과 과정이 진행됩니다. 2학년은 「물질의 특성」 단원이고, 3학년은 「여러가지 화학반응」 단원입니다. 모두 화학 분야의 단원이네요. 이 단원을 시작하기 전에, 꼭 화학 기초 개념을 먼저 학습하고 시작해야 합니다. 화학 기초 개념이란 물질을 이루고 있는 원소, 원자, 분자, 이온의 개념인데요. 이번 시간에는 먼저 원소와 원자에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

달빛과학에서는 2학기 공부를 시작하면서 2학년 화학 과정을 모두 배운 3학년 학생들에게 꼭 질문 한 가지를 합니다.

"원소와 원자의 차이가 뭘까? 설명해봅시다!"

이렇게 질문을 하면 '두 개 모두 같은 거 아닌가요?', '원소는 작은거고, 원자는 더 작은거요.'와 같은 다양한 대답이 돌아옵니다. 정확하게 설명하는 친구들이 거의 없습니다. 스마트폰으로 검색을 해도 원소와 원자의 정의는 비슷비슷 합니다. 2학년 과정 학습을 마친 3학년 학생들도 자주 잊어버리는 개념입니다. 이 글을 읽고 있는 여러분은 어떠신가요? ^^

자, 이제 2학기 과학을 즐겁게 시작하기 위해서 중학교 과학에 나오는 화학 기초 개념을 정리해보려고 합니다.

원소와 원자에 대해서 한 번 알아보도록 할게요. 이 자료를 다 읽어보시면 나중에 앞에서 나온 질문을 다시 받더라도 쉽고 명쾌하게 대답하실 수 있으실 겁니다.

*** 정의

아래는 참고서에 나오는 원소와 원자의 정의입니다.

■ 원소 [element, 元素] (으뜸 元, 성질 素)

- 더 이상 분해되지 않는, 물질을 이루는 기본 성분.

■ 원자 [atom, 原子] (근원 原, 작은 것을 나타내는 접미사 子)

- 물질을 구성하는 기본 입자.

정의만 읽어봐서는 전혀 구분이 가지 않습니다. 자, 그럼 비유를 통해서 쉽게 이해해보도록 하겠습니다.

*** 비유로 이해하는 원소와 원자 개념 

제가 직접 그림을 하나 그려봤습니다. (부족하지만 이해해주세요 ㅠ)

좀 민망하지만.. 질문을 드리겠습니다.

1) 몇 종류의 동물이 있나요?

2) 몇 마리의 동물이 있나요?

또 민망하지만.. 정답은

1) 두 종류 (양과 닭)

2) 세 마리 (양 2마리, 닭 1마리) 입니다.

(제 그림이 양과 닭으로 보이지 않았다면.. 음...... 죄송합니다 ㅠ)

이제는 제가 이 그림을 조금 바꿔보겠습니다. (알기 쉽게 단순한 모형으로 그렸습니다.)

양 1마리 → 수소 원자 1개

닭 1마리 → 산소 원자 1개

또 질문을 드릴텐데요, 이번에는 '원소'와 '원자'라는 단어를 쓰겠습니다.

1) 몇 종류의 원소가 있나요?

2) 몇 개의 원자가 있나요?

정답은

1) 수소, 산소 - 두 종류의 원소

2) 수소 원자 2개, 산소 원자 1개 - 총 3개의 원자

질문과 답을 잘 보시면 원소와 원자의 개념에 대해서 조금씩 이해가 되실거에요.

처음 동물 그림을 보면 두 종류의 동물이 있습니다. 바로 '원소'와 같은 개념입니다. 원소는 종류(이름)의 개념이라서 각각 셀 수가 없습니다. (추상적 개념) 그래서 두 번째 그림에 대한 질문에서 '몇 종류의 원소가 있나요?'라고 질문드린 겁니다.

반면에 동물이 각각 몇 마리인지는 셀 수 있습니다. 실제로 존재하는 동물의 마리 수를 세면 되는 겁니다. 이것이 바로 '원자'의 개념입니다. 원자는 실제로 존재하는 입자이기 때문에 개수를 셀 수 있습니다. '몇 개의 원자가 있나요?'라고 질문드린 이유입니다.

이해하기 쉽게 또 다른 비유를 하자면,

과일 상자에 사과 10개, 배 5개, 복숭아 2개가 있습니다. 사과, 배, 복숭아라는 이름을 가진 세 종류의 과일이 있지요? 이것이 바로 원소 개념입니다. 이때 각각의 사과 1개, 배 1개, 복숭아 1개는 실제로 존재하는 원자 개념이구요. 정리하자면 과일 상자는 3종류의 원소(사과, 배, 복숭아)가 있고, 총 17개의 원자(10+5+2)로 이루어져 있다고 보시면 됩니다. 이해되시나요?

*** 다시 내리는 원소와 원자의 정의

그럼 다시 한 번 원소와 원자의 정의를 내려보겠습니다.

■ 원소 [element, 元素] (으뜸 元, 성질 素)

- 더 이상 분해되지 않는, 물질을 이루는 기본 성분.

- 종류(이름) 개념. 셀 수 없음. 추상적 개념.

■ 원자 [atom, 原子] (근원 原, 작은 것을 나타내는 접미사 子)

- 물질을 구성하는 기본 입자.

- 실제로 존재하는 입자. 셀 수 있음. 물리적 개념.

그래서 우리 학생 여러분들은 2학년 2학기가 되면 '원자 기호'(X)가 아닌 '원소 기호'(O)를 외워야 합니다. 원소는 '종류, 이름 개념'이기 때문이죠. 

그리고 원자는 실제 존재하는 입자이기 때문에 '원소 구조'(X)가 아닌 '원자 구조'(O)를 알아야 합니다.

오프라인 수업이 아니라서 칠판에 그려가면서 더욱 쉽게 설명을 드리지 못해서 너무 아쉽네요. 글을 읽고도 이해가 안되는 부분이 있다면 댓글이나 방명록, 메일(dalvitjeju@naver.com)을 이용해주세요.

 

원소와 원자의 개념은 교과서나 참고서에서 중요하게 다뤄지지 않습니다. 하지만 이 개념을 명확히 구분짓지 못한다면 앞으로 나올 분자와 이온에 대한 개념도 쉽게 잡지 못합니다. 달빛과학은 다른 곳에서 놓칠 수 있는 이러한 기초 개념들이나 용어들을 확실하게 이해시켜 드리겠습니다. 다음 시간에는 원소에 대한 정보, 원소 기호를 시작으로 원자, 이온, 분자에 대해서 차근차근 알아보도록 하겠습니다.

얼마 남지 않은 여름방학, 더욱 즐겁고 건강하게 보내세요 ^^

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