원자 구조와 이온, 1~20번으로 쉽게 이해하기
원자 하나를 아파트 한 집이라고 하면, 가운데에 원자핵이 있고 그 둘레 방(전자 껍질)에 전자가 살아.
원자 번호 = 양성자 수 = 전자 수
원자핵 속 양성자 수가 그 원소의 번호야. 소듐은 11번이라 양성자 11개, 전자도 11개야. 양성자의 (+) 전기와 전자의 (−) 전기가 같은 수라서 원자 전체는 전기를 띠지 않아.
전자 껍질: 2개, 8개, 8개
전자는 안쪽 방부터 채워. 1~20번에서는 첫째 껍질에 2개, 둘째 껍질에 8개, 셋째 껍질에 8개까지 들어가고, 나머지가 넷째 껍질로 가.
- 산소(8번): 2 · 6
- 소듐(11번): 2 · 8 · 1
- 염소(17번): 2 · 8 · 7
- 칼슘(20번): 2 · 8 · 8 · 2
껍질 수가 그 원소가 사는 층(주기)이고, 맨 바깥 껍질의 전자 수가 사는 줄(족)을 알려 줘. 그래서 같은 줄 원소는 바깥 전자 수가 같고 성질도 닮았어.
이온: 전자를 잃거나 얻은 원자
원자는 바깥 껍질을 꽉 채운 상태(대부분 8개, 헬륨은 2개)가 되려고 해. 그래서 전자 몇 개를 잃거나 얻어. 전자를 잃으면 (+) 전기를 띠는 양이온, 얻으면 (−) 전기를 띠는 음이온이야.
| 줄(족) | 바깥 전자 | 어떻게 | 이온 |
|---|---|---|---|
| 1번 줄 | 1개 | 1개를 잃음 | Li⁺, Na⁺, K⁺ |
| 2번 줄 | 2개 | 2개를 잃음 | Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ |
| 13번 줄 | 3개 | 3개를 잃음 | Al³⁺ |
| 16번 줄 | 6개 | 2개를 얻음 | O²⁻, S²⁻ |
| 17번 줄 | 7개 | 1개를 얻음 | F⁻, Cl⁻ |
| 18번 줄 | 꽉 참 | 거의 안 함 | — |
탄소·규소처럼 바깥 전자가 4개인 원소는 전자를 주고받기보다 다른 원소와 나눠 가지는 쪽을 택해.
이온 이름 붙이는 법
- 양이온: 원소 이름 + 이온 → 소듐 이온(Na⁺), 마그네슘 이온(Mg²⁺)
- 음이온: ‘~화 이온’ → 염화 이온(Cl⁻), 산화 이온(O²⁻), 황화 이온(S²⁻)
시험 단골: 이온 확인 실험
- 염화 이온(Cl⁻)이 든 물에 질산 은 수용액을 넣으면 흰색 앙금(염화 은)이 생겨.
- 칼슘 이온(Ca²⁺)이 든 물에 탄산 이온이 든 물을 넣으면 흰색 앙금(탄산 칼슘)이 생겨.
- 소금(염화 소듐)은 Na⁺와 Cl⁻가 끌어당겨 붙은 물질이야.
바로 연습: 바깥 전자 수 시험, 이온 맞히기 시험