화학책을 읽다 보면 원자라는 말도 나오고, 분자라는 말도 나옵니다. 같은 듯 다른 두 단어에 대해 정리해 보겠습니다. 

이번 1부에서는 원자에 대해 다루고, 2부에서는 분자에 대해 다루고 원자와 분자를 비교해 보겠습니다. 

원자란 화학 원소로서의 특징을 잃지 않는 범위에서 도달할 수 있는 물질의 기본적 최소 입자를 말합니다. 

(이미지 출처 : https://blog.naver.com/focus_on-u/222657612603)

원자는 원자핵과 그 주위를 도는 전자로 이루어져 있습니다. 원자핵은 1911년 어니스트 러더퍼드의 알파입자 산란 실험으로 발견되었습니다. 원자핵은 원자 질량의 대부분을 차지하고 있으며, 양성자와 중성자로 이루어져 있습니다. 이 양성자의 개수가 우리가 알고 있는 원자 번호입니다. 그래서 모든 원소에는 양성자가 있으며, 수소를 제외한 나머지 원소들에게 전부 중성자가 있습니다. (수소의 경우는 수소는 없지만 동위원소인 중수소와 삼중수소는 중성자를 가지고 있습니다. ) 양성자는 +극을 띠고 있고, 전자는 -극을 띠고 있으며, 중성자는 전기의 성질을 갖지 않습니다. 그리고 양성자와 중성자의 개수는 같습니다. 그래서 원자는 전기가 중성을 띠게 됩니다. 그러나 다른 원소들과 결합하는 경우에는 전자를 잃거나 얻어서 더 안정적인 원자가 되려고 합니다. 이 때 원자의 전기적 중성이 깨지고, 이온이 됩니다. 이온은 +일 수도, -일 수도 있습니다. 

원자와 원소는 다른 말이지만 많이 헷갈리는 대상 중 하나입니다. 원소는 어떤 종류의 원자를 총칭하는 말이고, 원자는 화학 원소로서의 특징을 잃지 않는 범위에서 도달할 수 있는 물질의 기본적 최소 입자 하나를 나타내는 말입니다. 

원자가 매우 작으니 볼 수 없을 것 같지만 1980년대에 개발된 제3세대 현미경인 원자현미경에서부터 MRI가 발달함에 따라 보다 다양하게 관측 및 촬영까지 할 수 있게 되었습니다. 

아래 영상은 세상에서 가장 작은 물질인 원자로 찍은 짧은 영화입니다. 제목은 A Boy AND hIs Atom(소년과 그의 원자)입니다. 

(이 영상은 IBM채널의 영상입니다. )

원자핵의 중심 물질은 양성자와 중성자는 쿼크라는 더 작은 소립자로 쪼개질 수 있습니다. 현재 양성자의 개수가 다른 원자의 종류는 118가지이고, 양성자 수는 같은데 중성자 수가 다른 동위 원소는 더 많습니다.  

지금까지 [원자VS분자] - 1부 원자 편이였습니다. 2부 분자 편에서는 분자에 대해 알아보고, 원자와 분자를 비교해 보도록 하겠습니다. 

이상 임태균 기자였습니다.