원자 모형

Atomic Models

물질을 계속 쪼개면 그 물질의 성질을 가진 가장 작은 단위인 원자에 도달해요. 원자는 원자핵의 양성자와 중성자, 그리고 핵 주위를 도는 전자로 이루어져 있어요. 돌턴부터 보어까지 원자 모형은 실험으로 조금씩 고쳐졌고, 전자를 잃거나 얻으면 이온이 돼요. 이 페이지에서는 돌턴·톰슨·러더퍼드·보어 모형을 고르고, 원자 구조와 이온 형성을 그림으로 따라가 봐요.

원자란 무엇일까?

⚛️ 물질을 계속 쪼개면?

①종이를 계속 자르면 → 더 이상 종이 성질을 유지하지 못하는 점이 온다

②물질의 성질을 가진 가장 작은 단위 = 원자

③원자는 너무 작아서 직접 볼 수 없다 (약 10^{−10} m)

원자 모형의 변천

💡 모형이 바뀐 이유

①돌턴: 원자는 쪼갤 수 없다 → 전자 발견으로 무너짐

②톰슨: 양전하 속에 전자 → 알파 입자 산란 실험으로 수정

③러더퍼드: 핵 + 전자 궤도 → 전자의 에너지 문제 해결 필요

④보어: 전자는 정해진 궤도(에너지 준위)에서만 존재

원자의 구조

원자 구성

원자 = 원자핵(양성자 + 중성자) + 전자

양성자 수 = 전자 수 → 전기적으로 중성

원자 번호와 질량수

원자 번호 = 양성자 수, 질량수 = 양성자 + 중성자

원자 번호가 같으면 같은 원소, 질량수가 다르면 동위원소

이온의 형성

양이온

원자 − 전자 → 양이온(+)

나트륨(Na): 전자 1개 잃음 → Na⁺

음이온

원자 + 전자 → 음이온(−)

염소(Cl): 전자 1개 얻음 → Cl⁻

💡 이온이 만들어지는 이유

①원자는 가장 바깥 전자껍질을 가득 채우려 한다

②금속(Na, Mg): 전자를 잃어 양이온. 잃기가 더 쉬우니까

③비금속(Cl, O): 전자를 얻어 음이온. 얻기가 더 쉬우니까

총정리

원자의 핵심

원자 = 핵(양성자+중성자) + 전자 / 양성자 수 = 원자 번호

모형: 돌턴→톰슨→러더퍼드→보어 순으로 발전

🎯 시험 포인트

①돌턴(단단한 구) → 톰슨(건포도 푸딩) → 러더퍼드(행성) → 보어(궤도)

②원자핵 = 양성자(+) + 중성자(0), 전자(−)는 핵 바깥

③양성자 수 = 전자 수 → 중성 원자

④양이온: 전자를 잃음(+), 음이온: 전자를 얻음(−)

⑤원자 번호 = 양성자 수 = 전자 수 (중성 원자일 때)

예제와 단원평가

예제 1

어떤 원자가 양성자 11개, 전자 11개, 중성자 12개로 이루어져 있다. 이 원자의 원자 번호와 질량수는?

원자 번호는 양성자 수와 같고, 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합이다.

양성자가 11개이므로 원자 번호는 11, 질량수는 11 + 12 = 23이다.

▸ 원자 번호 11, 질량수 23

원자 번호 = 양성자 수, 질량수 = 양성자 + 중성자.

예제 2

나트륨 원자(Na)가 전자 1개를 잃으면 어떤 입자가 되며, 그 전하는?

원자가 전자를 잃으면 (+)전하를 띤 양이온이 되고, 전자를 얻으면 (−)전하를 띤 음이온이 된다.

나트륨이 전자 1개를 잃으면 (+)전하를 띤 나트륨 이온 Na⁺가 된다.

▸ 양이온 Na⁺ ((+)전하)

전자를 잃으면 양이온(+), 전자를 얻으면 음이온(−)이 된다.

단원평가 유형

원자의 구조와 이온에 대한 설명으로 옳은 것은?

①원자 번호는 중성자 수와 같다

②원자는 양성자 수와 전자 수가 같아 전기적으로 중성이다

③원자가 전자를 얻으면 양이온이 된다

④질량수는 전자 수와 양성자 수의 합이다

⑤원자핵은 전자로만 이루어져 있다

▸ ② 원자는 양성자 수와 전자 수가 같아 전기적으로 중성이다

원자는 (+)전하인 양성자 수와 (−)전하인 전자 수가 같아 전체적으로 중성이다.

원자 번호는 양성자 수와 같고(①), 전자를 얻으면 음이온이 되며(③), 질량수는 양성자와 중성자의 합이고(④), 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어진다(⑤).