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원자의 양성자, 전자 및 중성자를 결정하는 방법을 이해하려면 먼저 이러한 아원자 입자의 특성이 무엇인지 알아야 합니다. 원자는 화학적 성질을 잃지 않고 원소를 나눌 수 있는 가장 작은 단위입니다 . 원자는 더 작은 입자, 아원자 입자로 구성되어 있으며 기본적으로 전자, 양성자 및 중성자 의 세 가지가 있습니다 .
전자는 음전하를 띠며 원자를 구성하는 가장 가벼운 아원자 입자입니다. 양성자 의 전하는 양전하 이며 양성자는 전자보다 약 1,836배 더 무겁습니다. 전하를 가지지 않는 유일한 아원자 입자는 양성자와 무게가 거의 같은 중성자입니다.
양성자와 중성자는 원자핵을 형성하는 원자의 중심에 그룹화되고 전자는 원자핵 주위의 다양한 궤도를 설명하면서 움직입니다.
원자의 아원자 입자 수를 알아내기 위해 따라야 할 단계는 무엇입니까
1. 관심있는 항목에 대한 정보 얻기
양성자와 전자의 수를 포함하여 주기율표 에서 원소에 대한 기본 정보를 찾을 수 있습니다 . 양성자의 수는 문자 Z로 표시되는 원소의 원자 번호와 같고 전자의 수는 양성자의 수와 같습니다. 주기율표의 일부 버전에는 각 원소, 즉 양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원자의 동위원소 구성도 포함되어 있습니다.
2. 양성자 수를 구하는 방법
각 요소는 각 원자에서 발견되는 양성자의 수로 정의됩니다. 원자에 얼마나 많은 전자나 중성자가 있든 상관없이 원소는 항상 양성자의 수로 정의됩니다. 특히 하나의 양성자로 구성된 원자, 즉 이온화된 수소를 갖는 것이 가능합니다. 주기율표는 원소의 증가하는 원자 번호에 따라 구성되므로 양성자 수는 표에 있는 원소의 수입니다. 예를 들어, 수소의 경우 양성자 수는 1이고 아연의 경우 양성자 수는 30입니다.
동위 원소의 원자 질량이 있는 경우 원자 질량에서 중성자 수를 빼서 양성자 수를 찾을 수 있습니다. 하지만 원자량을 가지고 있다면 ,이는 원소를 구성하는 다양한 동위원소의 원자 질량의 동위원소 풍부도에 대한 가중 평균이므로 다양한 상황이 발생할 수 있습니다. 몇 가지 예를 살펴보겠습니다. 원자량이 2에 가까운 원소가 있는 경우 유일한 가능성은 주기율표의 다음 원소인 헬륨이기 때문에 핵에 중성자를 가진 수소의 동위원소인 중수소로 대부분 구성되어 있다는 것입니다. 중성자 없이 양성자만 있는 동위원소는 없습니다. 반면에 원자량이 약 4이면 헬륨이며 가장 풍부한 동위원소는 핵에 양성자 2개와 중성자 2개를 가지고 있습니다(비록 중성자 1개와 원자량 3인 안정한 동위원소도 있지만). 그러나 원자량이 약 3이라면 무엇을 말할 수 있습니까?
3. 전자의 수를 알아내는 방법
일반적으로 원자의 전자 수는 양성자의 수와 같으며 원자는 순 0 또는 중성 전하를 갖지만 때로는 원자의 양성자와 전자의 수가 같지 않아 원자는 다음과 같습니다. 순 양전하 또는 음전하이며 이온 또는 이온화된 원자라고 합니다. 원자의 순전하를 알면 핵의 양성자 수에서 전하의 부호를 고려하여 전하를 빼서 전자의 수를 결정할 수 있습니다. 순 양전하를 띠고 전자보다 양성자가 더 많은 원자를 양이온이라고 하며, 음이온은 순 음전하를 갖고 양성자보다 전자가 더 많습니다. 중성자는 순 전하가 없으므로 핵의 중성자 수는 이 계산과 관련이 없습니다.
화학 반응은 발생하는 화학 반응에서 전자를 잃거나 얻음으로써 원자의 총 전하를 결정하는 양성자의 수를 변경하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
예
이온이 Zn 2+ 와 같이 2 단위의 순 양전하를 갖는다면 이는 양성자 수가 전자 수를 2 단위 초과한다는 것을 의미합니다. 아연(Zn)의 원자 번호는 30이므로 이전 규칙을 적용하면 이 원자의 전자 수는 28: 30 – 2 = 28 전자입니다.
이온이 F – 와 같이 한 단위의 음전하를 갖는다면 전자의 수는 양성자의 수보다 한 단위 더 많습니다. 불소(F)의 원자 번호는 9이므로 이전 규칙을 적용하면 이 원자의 전자 수는 10: 9 – (-1) = 10입니다.
4. 중성자 수를 알아내는 방법
동위 원소의 중성자 수는 질량 수에서 양성자 수를 뺀 값으로 계산됩니다. 원자의 중성자 수를 찾으려면 질량수를 알아야 합니다. 주기율표에서 우리는 이미 말했듯이 그것을 구성하는 동위 원소의 원자 질량의 동위 원소 존재비에 대한 가중 평균인 각 원소의 원자량을 찾을 수 있습니다. 원자 질량은 정수이고 동위 원소의 중성자와 양성자의 수의 합으로 정의되는 동안 십진수로 표 원자 번호). 중성자의 수는 우리가 고려하는 원소의 동위 원소에 따라 달라지므로 원소 자체의 특성이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어, 수소의 가장 풍부한 동위 원소는 중성자가 하나뿐인 양성자이지만 자연에서 발견되는 수소 원자의 작은 부분은 중성자 하나를 가진 동위 원소인 중수소에 해당합니다. 주기율표의 대부분의 버전에는 원소의 동위원소 구성이 포함되어 있지 않으므로 이 경우 원소의 동위원소 중성자 수를 결정하는 데 필요한 정보를 얻을 수 없으며 동위원소의 정보를 구체적으로 찾아야 합니다. 우리는 공부한다. 실제로 동위 원소는 그것이 속한 원소에 해당하는 양성자 수와 중성자 수로 정의됩니다. 주기율표의 대부분의 버전에는 원소의 동위원소 구성이 포함되어 있지 않으므로 이 경우 원소의 동위원소 중성자 수를 결정하는 데 필요한 정보를 얻을 수 없으며 동위원소의 정보를 구체적으로 찾아야 합니다. 우리는 공부한다. 실제로 동위 원소는 그것이 속한 원소에 해당하는 양성자 수와 중성자 수로 정의됩니다. 주기율표의 대부분의 버전에는 원소의 동위원소 구성이 포함되어 있지 않으므로 이 경우 원소의 동위원소 중성자 수를 결정하는 데 필요한 정보를 얻을 수 없으며 동위원소의 정보를 구체적으로 찾아야 합니다. 우리는 공부한다. 실제로 동위 원소는 그것이 속한 원소에 해당하는 양성자 수와 중성자 수로 정의됩니다.
분수
WN Cottingham, DA Greenwood, DA 핵 물리학 소개 . 케임브리지 대학 출판부, 2004.
