원자와 이온

안녕하세요.

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

위에 있는 그림과 표는 원자가 양이온과 음이온으로 '변신'하는 원리를 나타낸 것입니다.

어려워 보이시나요? 이 자료를 읽고 공부하시면 저 위에 있는 표와 그림이 이해되실 거에요.

이제부터 원자와 이온에 대해서 공부해보도록 하겠습니다.

달빛과학 블로그에 처음 오신 분들이라면 아래 자료들을 먼저 읽어보시고 오시면 좋겠네요 ^^

● 원소와 원자

● 원소, 원소기호

복습 잘 하셨나요? 자, 그럼 이제 시작해보겠습니다~!

*** 원자

■ 원자 [atom, 原子]

- 물질을 구성하는 기본 입자.

- 실제로 존재하는 입자. 셀 수 있음. 물리적 개념.

- 한자 뜻 풀이: 근원 原, 작은 것을 나타내는 접미사 子

■ 원자의 구조

- 원자 중심에 있는 원자핵(양성자+중성자)과 그 주위를 움직이는 전자로 구성되어 있습니다.

- 모형을 그림으로 그려보겠습니다.

★ 여러분도 한 번 연습장에 그려보세요! 나중에 훨씬 기억이 잘 날거에요!

▶ 원자핵

- 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어집니다.

- 양성자는 전기적으로 (+)전하를 띠고 있습니다. 그리고 질량이 큽니다.

- 중성자는 전기적으로 중성입니다.(전하를 띠고 있지 않습니다.) 질량은 양성자보다 조금 더 큽니다.

- 그래서 원자핵은 전체적으로 (+)전하입니다.

- 원자핵은 원자 전체 질량의 대부분(99.99%)을 차지합니다. 그래서 움직일 수 없어요.

- 원자 안쪽은 거의 텅빈 공간입니다. (원자의 크기를 운동장으로 비유하면 원자핵은 운동장에 기어다니는 개미 정도의 크기라고 생각하면 됩니다.)

- 참고로 원자 번호는 원자핵에 있는 양성자의 개수와 같습니다. (ex. 수소(H) 원자핵에는 양성자가 1개가 있습니다. 그래서 수소의 원자 번호는 1입니다. )

▶ 전자

- 전자는 (-)전하를 띠고 있습니다.

- 전자의 질량은 '무시할 수 있을 정도로' 작습니다. 그래서 이동할 수 있습니다.

- 양성자와 중성자의 질량은 전자의 약 1800배 정도 입니다. (전자가 어느정도 가벼운지 아시겠죠?)

- 전자는 원자핵 주위에서 계속 움직입니다.

※ 전하 [electric charge, 電荷]

- 물체가 갖고 있는 전기의 양입니다.

- 한자 뜻 풀이: 전기 電, 부담할(책임질) 荷

- 쉽게 '전하 = 전기'라고 생각해도 좋습니다.

- (+)전하와 (-)전하, 두 종류가 있습니다.

- 같은 전하는 서로 밀어내고(척력), 다른 전하는 서로 끌어당깁니다(인력).

■ 원자의 특징

- 원자의 양성자 수와 전자 수는 같습니다.

(ex. 위에서 말한 수소 원자에는 양성자가 1개가 있다고 했죠? 그렇다면  전자는 몇 개일까요? 네, 맞추셨어요! 바로 1개입니다. ^^ 짝짝짝)

- 따라서 원자핵의 (+)전하량과 전자의 총 (-)전하량이 같고, 원자는 전기적으로 중성입니다.

- 원자의 크기는 10억 분의 1미터 입니다. 정말 작죠? 당연히 눈에 보이지 않습니다.

- 원자의 종류에 따라서 양성자, 전자 개수가 모두 다릅니다. 당연히 성질도 모두 다르겠지요.

 ★ '양성자 수 = 전자 수', 원자는 전기적으로 '중성'이라는 점은 꼭 기억하세요!

*** 이온

■ 이온 [ion]

- 전기적으로 중성인 원자가 전자를 잃거나 얻어서 전하(전기)를 띠는 입자로 변한 것

- 전자를 잃어버리면 (+)전하가 많아져서 양이온으로 변신!

- 전자를 얻으면 (-)전하가 많아져서 음이온으로 변신!

- 이것도 그림으로 쉽게 이해해 볼까요?

■ 양이온

- 원자가 전자를 잃어서 (+)전하를 띠는 입자

- (+)전하량 〉 (-)전하량

- 양이온 이름: 원소 이름 뒤에 '이온'을 붙입니다. (ex. 수소 이온, 나트륨 이온, 등등)

- 양이온 쓰기: 원소 기호 오른쪽 위에 잃은 전자 수와 + 기호를 표시합니다. (이때 1은 안써도 돼요.)

- 수소 이온, 마그네슘 이온을 써 보겠습니다.

- 양이온의 형성은 이렇게도 나타낼 수 있어요. 전자와 분리되는 과정을 표현합니다.

■ 음이온

- 원자가 전자를 얻어서 (-)전하를 띠는 입자

- (+)전하량 〈 (-)전하량

- 음이온 이름: 원소 이름 뒤에 '화 이온'을 붙입니다. 대신 '소'로 끝나는 원소는 '소'를 떼고 '화 이온'을 붙여주세요. (ex. 플루오린화 이온, 아이오딘화 이온 / 염소화 이온(X), 염화 이온(O))

- 음이온 쓰기: 원소 기호 오른쪽 위에 얻은 전자 수와 - 기호를 표시합니다.

- 플루오린화 이온, 염화 이온을 써 볼께요.

- 음이온의 형성도 써봅시다. 전자와 합쳐지는 과정을 표현합니다.

*** 다시 처음 그림을 보세요

자, 이제 스크롤을 올려서 처음 표와 그림을 다시 보세요.

영어로 써 있지만 원자, 양이온, 음이온을 금방 구분하실 수 있겠죠?

원자의 구조를 이해하고, 원자가 왜 전기적으로 중성인지 알아야합니다. 또한 이온은 원자에서 전자가 이동하여 만들어지는 입자라는 점을 꼭 기억해두세요.

다음 시간에는 여러가지 이온에 대해서 알아보겠습니다. (원소기호와 마찬가지로 이온들을 외워야 해요 ㅠAㅜ) 그럼 오늘도 열공입니닷!

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