M03 원자의 구성과 원소의 종류

과학화학중224쪽물질의 구성

원자 · 원자핵 · 양성자 · 중성자 · 전자 · 전하 · 전하량 · 전기적 중성 · 원자 모형 · 상대적인 질량 · 원소의 종류 · 원자 번호 · 전자 구름 모형

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이 자료는

중2 과학 「물질의 구성」 단원의 세 번째 소단원, 원자 안의 입자와 원소를 구별하는 기준을 다루는 학습지입니다. '중성자를 그리지 않았으니 중성자는 0개일까?', '중성자는 전하가 없으니 질량도 없을까?', '두 원자가 모두 중성이면 같은 원소일까?'처럼 학생들이 실제로 헷갈려 하는 질문을 하나씩 골라 답합니다.

원자핵과 전자 → 입자의 전하와 전하량 → 전기적 중성 → 원자 모형의 +숫자 읽기 → 원자의 질량 → 원소의 종류 순서로 나아가며, 표와 모형에서 '무엇을 물으면 어떤 수를 봐야 하는지'를 정리합니다. 원자 내부 입자 그림, 간단한 원자 모형, 전자 수가 달라지기 전과 후를 비교한 그림이 들어 있고, 보충으로 원자 모형이 어떻게 바뀌어 왔는지도 살펴봅니다.

뒤쪽에 확인 문제 52개와 정답·해설이 함께 있습니다.

미리보기

실제 학습지의 일부입니다. 누르면 크게 볼 수 있습니다.

핵심 정리 · 원자의 구성과 원소의 종류

학습지의 주요 질문에 대한 답을 짧게 정리했습니다. 원자 모형 그림과 확인 문제는 PDF에 있습니다.

원자 안에는 무엇이 있나요?

원자는 원자핵과 그 주위의 전자로 이루어져 있습니다. 대부분의 원자핵 안에는 양성자와 중성자가 있고, 전자는 원자핵 안이 아니라 주위에 있습니다. 원자핵은 원자 전체에 비해 매우 작습니다. 자연에 가장 흔한 수소 원자의 원자핵에는 양성자 1개만 있고 중성자는 없습니다.

양성자·중성자·전자는 어떤 전하를 띠나요?

양성자는 (+)전하, 전자는 (−)전하를 띠고, 중성자는 전하를 띠지 않습니다. 전자 한 개의 전하량을 −1로 놓으면 양성자 한 개는 +1, 중성자 한 개는 0입니다. 그래서 원자핵의 전하량은 양성자 수로 구하며, 양성자 5개·중성자 6개인 원자핵의 전하량은 +11이 아니라 +5입니다.

(+)와 (−) 입자가 있는데 원자는 왜 전기적으로 중성인가요?

양성자 수와 전자 수가 같으면 (+)전하량과 (−)전하량의 합이 0이 되기 때문입니다. 입자가 사라진 것이 아니라 전체 전하량이 0인 것이며, 중성자가 전하를 띠지 않는다는 사실만으로 원자가 중성이 되는 것은 아닙니다. 중성 원자에서는 양성자 수를 알면 전자 수도 알 수 있습니다.

원자 모형에서 원자핵에 적힌 +숫자는 무엇을 알려 주나요?

원자핵의 전하량이므로 양성자 수를 알려 줍니다. +3이면 양성자가 3개입니다. 하지만 중성자 수는 알려 주지 않으므로, 모형에서 중성자 표시를 생략했다고 중성자가 0개라거나 양성자 수와 같다고 정할 수 없습니다.

중성자는 전하가 없으니 질량도 없나요?

아닙니다. 전하와 질량은 다른 성질입니다. 양성자와 중성자 한 개의 질량은 거의 같고, 전자의 질량은 이들보다 훨씬 작지만 0은 아닙니다. 무거운 양성자와 중성자가 원자핵에 모여 있으므로, 원자핵은 매우 작아도 원자 질량의 대부분을 차지합니다.

두 원자가 같은 원소인지는 무엇으로 판단하나요?

원자핵 속 양성자 수를 비교합니다. 양성자 수가 같으면 중성자 수가 달라도 같은 원소이고, 양성자 수가 다르면 다른 원소입니다. 두 원자가 모두 중성이라는 사실만으로는 같은 원소라고 판단할 수 없습니다.

양성자 수가 그대로이고 전자 수만 달라지면 원소의 종류는 그대로이고 전체 전하량만 달라집니다. 원자 번호는 원자핵 속 양성자 수입니다.

원자 모형은 처음부터 지금과 같았나요?

아닙니다. 실험 증거가 늘어나면서 모형을 고쳐 왔습니다. 돌턴은 속이 찬 공, 톰슨은 (+)전하가 퍼진 부분 안에 전자가 들어 있는 모형, 러더퍼드는 중심의 작은 원자핵, 보어는 정해진 궤도의 전자를 제시했고, 현대의 전자 구름 모형은 전자가 발견될 가능성의 분포를 나타냅니다. '구름'은 실제 안개가 있다는 뜻이 아닙니다.

핵심 용어

원자: 물질을 이루는 매우 작은 기본 입자
원자핵: 원자의 중심에 있는 아주 작은 부분. 대부분 양성자와 중성자가 있음
양성자: 원자핵 안에 있으며 (+)전하를 띠는 입자
중성자: 원자핵 안에 있으며 전하를 띠지 않는 입자
전자: 원자핵 주위에 있으며 (−)전하를 띠는 입자
전하량: 전하의 양. 전자 한 개를 −1로 놓고 비교
전기적 중성: 전체 전하량이 0인 상태
상대적인 질량: 한 입자의 질량을 기준으로 나타낸 질량 비교값
원자 번호: 원자핵 속 양성자 수

다 풀고 나면

원자를 이루는 입자와 각 입자의 위치를 말할 수 있다.
양성자·중성자·전자의 전하를 구별하고 원자핵과 원자 전체의 전하량을 계산할 수 있다.
원자가 전기적으로 중성인 이유를 양성자 수와 전자 수로 설명할 수 있다.
원자 모형의 +숫자에서 알 수 있는 것과 알 수 없는 것을 구별할 수 있다.
원자핵이 원자 질량의 대부분을 차지하는 까닭을 설명할 수 있다.
양성자 수로 같은 원소인지 판단하고, 원자 번호와 연결할 수 있다.

이렇게 풀면 됩니다

학습 1부터 차례로 읽되, 각 질문(Q)을 먼저 보고 내 답을 한 번 말해 본 뒤 설명을 읽습니다.
표나 모형 문제는 '같은 원소인가 → 양성자 수, 중성인가 → 양성자 수와 전자 수, 질량 어림 → 양성자 수와 중성자 수'처럼 묻는 것에 맞는 수를 먼저 고릅니다(학습 7).
확인 문제를 풀고 틀린 문제는 해설을 본 뒤 해당 학습으로 돌아가 다시 읽습니다.

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