원소, 원자, 이온, 분자 특징 / 원자 번호 vs 질량수 / 원소 vs 화합물 요약 정리

[화학 1] 물질의 구성 입자: 원소, 원자, 이온, 분자에 관하여


화학에서 가장 기본이 되는 것은 원소와 원자에 대한 이해이다. 원소는 물질을 구성하는 가장 기본적인 성분으로 종류에 관한 개념이고, 원자는 물질을 이루는 기본 입자에 대한 개념이다. 나아가 구성 입자의 전하 불균형이 생겨 특정 전하를 띄게 되면 이온으로 존재하기도 하고, 특정 화학 성질을 띄는 분자로 존재하기도 한다. 이 포스팅은 원소, 원자, 이온, 분자에 대한 특징을 소개하고 원소와 화합물을 분류하는 기준에 대해 소개한다.

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원소, 원자, 이온, 분자의 정의와 특징


원소는 종류이다.

  • 원소는 물질을 구성하는 가장 기본적인 성분이다.
  • 주기율표에 나오는 알파벳 기호가 각각 원소의 종류를 나타낸다.
  • 한 종류의 성분으로만 이루어진 물질을 홑원소 물질이라고 하는데, 홑원소 물질도 원소라고 한다. 가령 O2와 O3같은 분자도 원소이다.

원자는 입자이다.

  • 원자는 물질을 이루는 가장 작은 입자이다.
  • 원자는 핵과 전자로 이루어져 있다.
  • 모든 원자는 전기적으로 중성이다. 즉, 양성자와 중성자의 갯수가 같다.


원자번호 vs 질량수

  • 원자 번호는 양성자의 수를 뜻한다. 즉, 원자 번호는 항상 정수이다.
  • 질량수는 양성자의 수와 중성자의 수의 합이다. 따라서 질량수도 원칙적으로 정수이다.
  • 동위 원소란 원자 번호는 같지만 질량수가 다른 원소로 정의된다.
  • 질량수와 원자의 질량은 다른 개념이다. 질량수는 한 개의 원자 안에 들어 있는 양성자와 중성자의 갯수를 대변하지만 원자의 실제 질량은 양성자와 중성자의 질량, 그리고 전자의 질량도 포함하기 때문이다.

이온

  • 원자는 옥텟 규칙을 만족하기 위해 전자를 얻거나 잃게 된다.
  • 중성 원자가 전자를 잃어 버려 (+)전하를 띄게 되면 양이온이된다.
  • 중성 원자가 전자를 얻어 (-)전하를 띄게 되면 음이온이 된다.
  • 양이온과 음이온은 이온결합을 형성하여 전기적으로 중성인 이온 결합 물질을 형성한다. 대표적인 이온 결합 물질은 NaCl, MgO, CaCO3 등이 있다.

분자

  • 각 물질의 화학적 성질을 가지는 가장 작은 입자를 분자라고 한다.
  • 분자는 대부분 비금속 원자의 공유결합으로 인해 형성된다. 18족의 비활성 기체(He, Ar 등)들은 공유 결합 없이 단일 물질 상태의 분자이다.


원소와 화합물


기본적인 개념을 묻는 문제로 원소랑 화합물을 구분하는 문제가 출제된다.

물질의 분류

기본적으로 물질은 혼합물과 순물질로 나눌 수 있다. 혼합물은 두가지 이상의 순물질이 섞여 있는 물질이고, 순물질은 말 그대로 화학적으로 순수한 물질이다. 순물질은 원소와 화합물로 이루어져 있는데, 원소는 한 가지 종류의 원소만 포함된 순물질이고, 화합물은 두 가지 종류의 원소가 결합하여 만들어진 순물질이다. 원소와 화합물을 구별하는 방법은 의외로 간단하다. 화학식에서 대문자가 1개면 원소, 대문자가 2개 이상이면 화합물이다.


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