원자핵

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헬륨 원자의 원자핵

원자핵(原子核, atomic nucleus)은 원자 중심의 핵자(양성자중성자)와 중간자로 이루어진 작고 밀도가 높은 부분을 말한다. 지름은 (수소의 양성자 핵 크기인) 1.6 fm(10-15 m)에서 (우라늄 등의 무거운 핵의) 15 fm 정도이다. 이 크기는 원자 전체 크기의 23,000 분의 1(우라늄)에서 145,000 분의 1(수소)에 해당한다. 원자 질량의 대부분은 핵자를 이루는 양성자와 중성자의 질량이며, 원자핵 주위를 도는 전자의 질량은 아주 일부만을 차지한다.

원자핵의 바깥쪽에 있는 전자의 질량은 양성자 질량의 약 이므로 원자의 질량은 대부분 원자핵의 질량, 즉 양성자의 수와 중성자의 수에 해당하는 질량의 합계라고 할 수 있다.

원자 중에는 양성자의 수는 같으나 중성자의 수가 다른 원자핵을 갖는 동위 원소가 존재하며, 그 존재 비율은 장소나 물질의 종류에 관계없이 거의 일정한 비율로 존재한다.

원자 1개의 질량은 매우 작아서 보통 실험실에서 쓰이는 그램 단위의 질량을 차지하는 원자나 분자의 수는 1023∼1025개의 집단으로 되어 있다. 따라서 원자 1개의 정확한 질량을 이용하여 물질의 연구를 진행하는 것은 비실용적이다.

따라서 화학적 연구는 원자 1개의 질량보다는 원자 사이의 질량의 비율을 이용하는 것이 편리하기 때문에 기준이 되는 원자로서 탄소 원자의 동위 원소 중에서 질량수가 12인 것, 즉 12C를 국제적으로 12로 정하고, 이 기준 값과 비교한 모든 원자의 상대적 질량을 구하여 원소의 원자량으로 정하고 있다.

원자량의 기준이 되는 1원자 질량 단위(amu= atomic mass unit의 약자)는 탄소의 동위 원소인 12C의 원자 1개의 질량의 1/12로서, 실제로는 1.6605655×10-24g이다. 따라서 어떤 원소의 원자량이란 이 질량을 1로 할 때 값이다.

바깥고리[편집]

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