학습목표 |
1. 원자를 구성하는 입자의 발견 과정을 이해한다 2. 원자 구성입자의 발견에 따른 원자 모형의 변천사를 안다. 3. 원자 구조를 이해하고 구성입자의 성질을 안다. |
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1-1. 전자의 발견 (1) 음극선과 전자의 발견.(19C말.Thomson,영) ※ 쿠룩스(Crooks) 진공방전관의 음극에서 방사선이 방사되어 양극 쪽으로 이동 ▶ 음극선이라함
①음극선을 이루는 음 전하를 가진 입자 ▶ 전자(electron)
② 전자(electron) ▶ ㉮음(-)으로 하전 됨. ㉯ 자기장의 영향을 받아 굽어짐. ㉰ 직진함 ㉱ 질량이 있다.
(2) 전자의 전하량과 질량 ① 전하량 : (-)전하량 . 1.60 ㄪ 10-19coulomb. 1coul. = 1amp x 1sec ② 질량 : 9.11 x 10-28 g
(2) 원자핵 모형. (가) Rutherford의 α입자 산란실험(1911년) ☆ 얇은 금속 박(두께 4 x 10-5cm)에 ▶ 입자 투과 하면
<Rutherford의 α 입자 산란실험 결과>
① 직진하는 것 ; 원자부피중 대부분이 공간임. (금속 박에 충돌하고도 진로가 굽지 아니함) ② 크게 굽는 것 ; 원자 중에 작은 부피이나 질량이 크고 (+)전하를 띤 입자가 존재 ▶ 원자핵 ③ 약간 굽는 것 ; 질량이 작고 음(-)전하를 띤 입자가 존재 ⇨ 전자
(나) 양극선과 양성자(proton). ☆ 1886. 골드슈테인(E. Goldstein) 양극선 실험에서 양극선=양성자이며 핵은 양성자로 구성되었 다고 함.
(다) 중성자 (neutron)-(1932,영 Chadwick) ☆ Be원자핵에 α입자를 사격 ▶ 큰 에너지를 갖고 전하를 띄지 않는 입자(전기적중성 = 중성자) 가 튀어나옴.
1-3. 원자구성입자
(1) 원자구조
입 자 명 |
기 호 |
질 량 |
질량비 |
하전량 |
발견자 |
원자
핵 |
양성자 |
P(1H1) |
1.67⁓10-24g |
1 |
+1 |
Rutherford |
중간자 |
π |
전자의 170배 |
1/250 |
0 |
유가와히데키 |
중성자 |
n (0n1) |
1.67⁓10-24g |
1 |
0 |
Chadwic |
전 자 |
e- |
9⁓10-28g |
1/1837 |
-1 |
Thomson |
① 원자반경 ; 10-8 cm 핵의 반경 ; 10-13 - 10-12cm 핵의 부피 ; 원자전체 부피의 1/1012(1조)
② 양성자 질량 = 중성자 질량 전자의 질량 = 양성자 질량의 1/1837 ③ 양성자 수 = 전자 수 = 원자번호 ∴ 원자는 전기적으로 중성임 ☆ 중간자 : 양성자와 중성자를 결합시키는 핵력.
(2) 원자번호와 질량수 ① 원자번호 = 양성자 수 = 전자 수 ② 질량수 = 양성자 수 + 중성자 수 (예) 8O16 * 산소의 원자번호 = 8 ∴ 양성자수 = 전자 수 =8 * 질량수 =16 ∴ 중성자수(8) = 원자량(16) - 양성자 수(8)
③ 원소기호 표시법
(3) 동위원소
①원자번호는 같으나 질량수가 다른 원소 (모든 원자는 둘 이상의 동위원소를 갖고 있다.) ②원인 : 양성자수 같으나 중성자수가 달라 질량이 다름.
(예) 수소의 동위원소
<문제> 11Na23 원자의 양성자 수, 중성자 수, 전자 수는 각각 몇 개인가? p = 11. e- = 11. n = m - p = 23 - 11 = 12
{과제} 자연계에 존재하는 수소의 동위원소는 1H1.(H) 1H2(D)가 있다. 이들 수소원자가 O16와 결합하여 물을 만든다면 몇 종류의 물분자가 생성되나? H2O, HDO, D2O 등 3종류의 물분자가 생성됨
[확인] 1. 전자를 발견하게된 계기가 된 실험은?
2. 원자를 구성하는 입자에는 어떤 것이 있는가?
3. 전자와 양성자 수가 균형을 이루지 않는다면 원자는 어떤 성질을 가지게 되겠는가?
4. 탄소의 동위 원소에는 어떤 것이 있으며 어떤 곳에 활용되는지 조사하여라
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