양성자, 중성자, 전자의 개수를 구하는 방법

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공동 작성자 Meredith Juncker, PhD

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이번 위키하우에서는 양성자, 중성자, 전자의 개수를 계산하는 방법을 알려주고자 한다. 더불어 이온이 존재하는 경우에 계산하는 방법도 알려주고자 한다.

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양성자, 중성자, 전자 계산하기

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    주기율표는 원자 구조에 따라 원소들을 정리한 표이다. 원소의 특성에 따라 색상이 분류되고 1,2 또는 3개의 문자로 구성된 독특한 축약 기호가 각 원소에 부여된다. 주기율표에는 원자질량과 원자번호가 기본 정보로 표시되어 있다. [1]
    • 주기율표는 인터넷 또는 화학 교과서에서 찾을 수 있다.
    • 시험을 볼 때에는 일반적으로 주기율표가 제시된다.
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    원소들은 원자번호 순서에 따라 주기율표에 정리되어 있으며, 크게는 금속, 비금속, 준금속이라는 세 가지 족으로 분류된다. 기타 족으로는 알칼리금속, 할로겐, 비활성기체가 있다. [2]
    • 족(세로줄) 또는 주기(가로줄)을 이용하면 찾고자 하는 원소를 보다 쉽게 주기율표에서 찾을 수 있다.
    • 찾고자 하는 원소의 다른 특성을 전혀 모르는 경우에는 원소의 기호만을 가지고도 주기율표 내의 위치를 찾을 수 있다.
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    원자번호는 원소기호의 왼쪽 위에 표시되어 있다. 원자번호를 통해 해당 원소의 원자 하나를 구성하는 양성자의 개수를 알 수 있다. [3]
    • 예를 들어, 붕소(B)의 원자번호는 5이므로, 붕소는 5개의 양성자를 가지고 있다.
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    양성자는 양전하를 띄는 원자의 핵 내부에 있는 입자이고, 전자는 음전하를 띄는 입자이다. 따라서 중성 상태의 원소에 존재하는 양성자와 전자의 개수는 동일하다.
    • 예를 들어, 붕소(B)의 원자번호는 5이므로, 5개의 양성자와 5개의 전자를 가지고 있다.
    • 그러나 원소가 양전하 또는 음전하 이온을 포함하고 있다면, 양성자와 전자의 개수는 결코 동일하지 않을 것이다. 이런 경우에는 직접 계산해야 한다. 이온의 개수는 원소 옆에 작은 첨자로 표시된다.
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    중성자의 개수를 파악하기 위해서는 우선 원자질량을 알아내야 한다. 원소의 원자질량(또는 원자량)은 해당 원소의 원자가 지닌 평균 질량을 의미한다. [4] 원자질량은 원소기호 아래 쪽에서 확인할 수 있다.
    • 원자질량은 반드시 가장 가까운 정수로 반올림하여 계산되어야 한다. 예를 들어 붕소의 원자질량은 10.811로 표시되어 있으므로 반올림하여 11로 계산한다.
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    중성자의 개수를 파악하기 위해서는 원자질량에서 원자번호를 빼야 한다. 여기서 기억할 점은 원자번호가 양성자의 개수와 같다는 점이며, 이미 앞에서 계산해 보았다. [5]
    • 붕소를 계속 예로 들자면, 11(원자질량) – 5 (원자번호) = 6개의 중성자
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이온 존재 시 전자의 개수 계산하기

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    이온의 개수는 원소 옆에 작은 첨자로 표시되어 있다. 이온은 전자의 추가 혹은 제거로 인하여 양전하 또는 음전하를 띄는 원자를 뜻한다. [6] 원자 내 양성자의 개수가 동일하더라도 이온의 개수는 전자에 따라 달라진다.
    • 전자는 음전하를 띄고 있으므로 전자가 제거되면 이온은 양전하를 띄게 된다. 반대로 전자를 추가하면 이온은 음전하를 띄게 된다.
    • 예를 들어, N 3- 는 -3 전하를, Ca 2+ 는 +2 전하를 가진다.
    • 원소 옆에 이온의 개수가 첨자로 표시되지 않은 경우에는 이러한 계산을 할 필요가 없다는 점을 기억하자.
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    이온이 양전하를 띈다면 원자는 전자를 잃은 것이다. 남아있는 전자의 개수를 계산하기 위해서는 원자번호에서 추가된 전하량 만큼 뺀다. 양이온의 경우 전자의 개수보다 양성자의 개수가 더 많다.
    • 예를 들어, Ca 2+ 는 +2 전하를 가지고 있으므로 중성 상태에서 2개의 전자를 잃은 것이다. 칼슘(Ca)의 원자번호는 20 이므로 이온은 18개의 전자를 가지고 있다.
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    이온이 음전하를 띈다면 원자는 전자를 얻은 것이다. 존재하는 전자의 총 개수를 계산하기 위해서는 원자번호에 추가된 전하량을 더하기만 하면 된다. 음이온의 경우 양성자의 개수는 전자보다 적다.
    • 예를 들어, N 3- 은 -3 전하를 가지고 있으므로 중성 상태에서 3개의 전자를 얻은 것이다. 질소(N)의 원자번호는 7이므로, 이온은 10개의 전자를 가지고 있다.
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출처

  1. ↑ http://periodic.lanl.gov/index.shtml
  2. ↑ http://edtech2.boisestate.edu/lindabennett1/502/Periodic%20Table%20e%20config/PTable_organized.html
  3. ↑ http://education.jlab.org/qa/pen_number.html
  4. ↑ http://chemistry.about.com/od/chemistryglossary/a/atomicweightdef.htm
  5. ↑ http://education.jlab.org/qa/mathnuceus_01.html
  6. ↑ http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/propulsion/1-what-is-an-ion.html

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