원자의 핵 구조

대부분 빈 공간

• 원자가 스타디움 크기에 비유한다면, 핵은 중앙에 있는 완두콩과 같다.
• 원자의 거의 대부분은 빈 공간이다. 이는巧妙的한 실험으로 증명된 놀라운 사실이다.
• 이제 원자 핵 모델을 만들어 보자.

원자 핵 모델

• 원자는 작은 중심 핵(양전하)과 그 주위를 돌며 움직이는 전자(음전하)를 가진다.
• 전체 원자는 중성이며, 양전하와 음전하의 양이 같다.
• 질량의 거의 대부분은 원자에 비해 매우 작은 핵에 집중되어 있다.
• 전자를 잃으면 양이온; 전자를 얻으면 음이온이 된다.

원자력 발전소; 큰 탑이 증기 형태로 폐열을 방출함

알파 산란 실험

• 빠르고 양전하를 알파 입자 α를 매우 얇은 금박에 쏘았다.
• 대부분이 곧바로 통과했다 → 원자는 대부분 빈 공간으로 되어 있다.
• 약간은 방향이 바뀌었다 → 핵은 양전하를 띠고 있다(알파 입자를 반발하기 때문이다).
• 매우 적게는 뒤로 튕겨 나왔다 → 핵은 작고, 밀도가 높으며 무겁다.

핵의 내부

• 핵은 핵자로 이루어져 있다: 양성자(전하 $+1$)와 중성자(전하 $0$).
• 원자 번호 $Z$ = 양성자의 수; 질량수 $A$ = 양성자 + 중성자 수.
• 따라서 중성자의 수는 $A - Z$이다.
• 핵을 $^{A}_{Z}\text{X}$로 표기한다 — 예를 들어 $^{14}_{\ 6}\text{C}$은 $6$개의 양성자와 $14 - 6 = 8$개의 중성자를 가진다.

원자의 핵 모델

동위원소(isotopes)

• 동위 원소는 같은 원소(동일한 $Z$)로 중성자 수가 다르다(서로 다른 $A$).
• 화학적으로는 동일한 성질을 보이지만, 핵 내에서는 서로 다르게 행동한다.
• 예: $^{12}_{\ 6}\text{C}$과 $^{14}_{\ 6}\text{C}$은 모두 탄소이다.

동위 원소는 양성자 수는 같으나 중성자 수가 다르며, 이는 질량이 다른 같은 원소를 의미한다

이해했습니다