원자란 무엇입니까? 설명 및 예

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우리가 가장 능력 있고 강력한 현미경을 사용하여 작은 입자를 본다고 해도 원자는 너무 작아서 이러한 현미경을 사용하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 주사 전자 현미경은 예를 들어 두 개의 레늄 원자가 결합하여 분자를 형성하는 것과 같이 움직이는 원자의 이미지를 캡처할 수 있습니다. 어쨌든 캡처된 내용은 기사의 마지막 세 참조에서 볼 수 있듯이 실질적으로 “인식할 수 없음”입니다.

따라서 원자의 구조와 거동을 밝히기 위한 실험은 다수의 원자를 대상으로 수행되어야 한다. 이 실험의 결과로부터 우리는 실제 원자처럼 행동하는 원자의 가상 모델을 구축하려고 시도할 수 있습니다.

분자는 하나 이상의 원자로 구성되며 공유 결합 또는 기타 결합으로 연결됩니다. 따라서 원자는 중심에 핵이 있는 원으로 나타낼 수 있습니다. 이 핵은 양성자와 중성자를 포함합니다. 또한 기술적으로 원자 궤도라고하는 “봉투”또는 “레벨”을 나타내는 하나 이상의 외부 영역으로 둘러싸여 있으며 원자핵을 둘러싸는 전자가 발견됩니다.

원자의 화학적 정의

원자는 독립적으로 존재할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만 항상 화학 반응에 참여하는 원소의 가장 작은 입자입니다 . 원자는 또한 원소의 특성을 유지하는 가장 작은 단위로 정의됩니다.

반면에 같은 원소의 모든 원자는 동일하며 원소마다 원자의 종류가 다릅니다 . 원자는 이온 상호 작용할 때 화학 반응을 일으킵니다.

원자는 어떻게 형성됩니까?

양성자, 중성자 및 전자는 아원자 입자로 알려져 있습니다. 이 입자들은 원자 형성을 담당합니다. 양자적 관점에서 열거된 아원자 입자는 기본 물리학에 해당하는 연구가 훨씬 더 기본적인 다른 입자에 의해 차례로 구성됩니다. 중성자와 양성자는 거의 같은 질량을 가지지만 전자의 질량은 무시할 수 있습니다. 반면에 전자는 음전하를 띠고 양성자는 양전하를 띠지만 중성자는 전하가 없습니다. 이제 원자는 같은 수의 양성자와 전자를 포함하므로 전체적으로 원자는 전하가 없습니다.

반면에 원자핵은 양성자와 중성자만 포함하므로 양전하를 띤다. 전자는 핵을 둘러싼 공간 영역을 차지합니다. 따라서 대부분의 질량은 원자의 중심인 핵에 집중되어 있습니다. 핵은 원자에 질량과 양전하를 부여하는 중성자와 양성자를 포함합니다. 중성자는 전하가 없으며 1로 간주되는 질량을 가지고 있습니다.

양성자는 단일 양전하를 가지며 질량도 1입니다. 따라서 원소의 원자 번호는 핵의 양성자 또는 양전하의 수와 같습니다. 반면에 원소의 원자량이 있습니다. 이것은 핵에 있는 양성자와 중성자의 총 수를 더하여 결정됩니다(전자의 질량은 상대적으로 무시할 수 있음을 기억하십시오).

대조적으로 전자는 단일 음전하를 가집니다. 원소의 원자가 전하를 0으로 가지려면 양성자와 같은 수의 전자를 가져야 합니다. 이 전자들은 원자핵 주변의 영역(오비탈)에 배열됩니다.

원자는 얼마나 큽니까?

원자의 크기는 극히 작습니다. 얇은 종이만큼 두꺼운 원자 층은 수십억 개의 원자로 구성됩니다. 고립된 원자의 크기를 측정하는 것은 양자물리학이 증명하듯이 핵을 둘러싼 전자의 위치를 ​​정확하게 찾는 것이 불가능하기 때문에 불가능하다.

그러나 인접한 원자 사이의 거리가 해당 원자 반지름의 절반이라고 가정하면 원자의 크기를 계산할 수 있습니다. 원자 반경은 일반적으로 나노미터(nm)로 측정됩니다.

1m = 109nm

달튼의 원자 이론

달튼의 원자 이론은 1808년 영국 과학자 존 달튼이 제안한 물질의 본질에 관한 과학적 이론입니다. 이 이론을 통해 달튼은 모든 물질이 “원자”라고 하는 작고 불가분의 입자로 구성되어 있다는 것을 확립했습니다.

Dalton이 제안한 이론에서 과학자는 모든 물질이 원자로 구성되어 있으며 원자는 분할되거나 파괴될 수 없는 단위라고 제안합니다. 이 이론은 또한 모든 원소가 크기와 질량이 다른 원자로 구성되어 있지만 동일한 원소의 모든 원자는 크기와 질량이 같다고 제안합니다.

Dalton의 원자 이론에는 다른 가정이 있으며, 이들은 아래에 표시되어 있습니다.

  • 물질은 원자라는 작은 입자로 구성되어 있습니다.
  • 원자는 화학 반응에 의해 파괴되거나 생성될 수 없는 불가분의 입자입니다.
  • 한 원소의 모든 원자는 동일한 화학적 성질과 질량을 갖는 반면, 다른 원소의 원자는 화학적 성질과 질량이 다릅니다.
  • 원자는 작은 전체 비율로 결합하여 화합물을 형성합니다.
  • 물질은 우리 환경의 모든 것입니다. 그것은 기본 구조 및 기본 단위, 정확히 원자를 가지고 있습니다.

물질의 본질을 이해하는 데 핵심적인 이 이론은 무엇보다도 양자역학으로 널리 대체되었습니다. 그러나 그것은 물질의 거시적 특성과 화학이 연구하는 대부분의 현상을 이해하는 데 계속해서 유용한 도구입니다.

결론

원자가 무엇인지 이해를 마치기 위해 예를 들어 물질의 개념을 살펴보겠습니다.

동화책을 가지고 그 구조를 분석해 봅시다. 책은 많은 페이지를 포함하고 각 페이지는 단락으로 구성되며 각 단락에는 많은 문장이 포함됩니다. 그러면 각 문장에는 많은 단어가 있고 각 단어에는 문자, 즉 글자가 있습니다.

물질이 본질을 잃지 않고 쪼개질 수 있는 가장 작은 분자인 분자로 쪼개질 수 있다는 달튼의 이론의 관점에서 물질을 생각할 때도 마찬가지다. 차례로 분자는 하나 이상의 유형의 원자로 구성됩니다. 원소의 가장 작은 입자인 원자는 양성자, 전자 및 중성자와 같은 아원자 입자로 구성됩니다.

출처

  • 릴, S. (2010). 물질의 구성 .
  • Molina, R. (sf). 원자 . 물질 구조 연구소.
  • 플라나스, O. (2013). 분자 란 무엇인가 ?
  • https://www.larazon.es/ciencia/20200131/fie2hkdhebefrgg67mcaht7fvy.html
  • https://wp.icmm.csic.es › 2009/02 › see_atoms(pdf)
  • https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-nitidez-imagen-atomos-alcanza-niveles-limite-20210521164505.html

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Carolina Posada Osorio (BEd)
(Licenciada en Educación. Licenciada en Comunicación e Informática educativa) -COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

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