C H E M I S T R Y - Ⅱ 1 ãûóßåì Äûåú 1 원자는어떤입자로구성되어있을까? 2 서로다른원자는어떻게구별할까? 3 원자모형은어떻게변천되어왔을까? 4 오비탈은무엇일까? 5 전자들은어떻게배치되어있을까? 들어가기물질을구성하는기본단위가되는원자는크기가매우작기

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재현 공
5 years ago
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ãûóßåì Äûåú 원자는어떤입자로구성되어있을까? 서로다른원자는어떻게구별할까? 원자모형은어떻게변천되어왔을까? 오비탈은무엇일까? 5 전자들은어떻게배치되어있을까? 들어가기물질을구성하는기본단위가되는원자는크기가매우작기때문에직접그내부를들여다볼수는없다. 그러나여러가지실험을통하여원자도여러가지입자들로구성되어있다는사실을확인할수있다.

1 ãûóßåì Äûåú 원자는어떤입자로구성되어있을까? 서로다른원자는어떻게구별할까? 원자모형은어떻게변천되어왔을까? 오비탈은무엇일까? 5 전자들은어떻게배치되어있을까? 들어가기물질을구성하는기본단위가되는원자는크기가매우작기때문에직접그내부를들여다볼수는없다. 그러나여러가지실험을통하여원자도여러가지입자들로구성되어있다는사실을확인할수있다. 여기에서는원자가어떤입자로구성되어있으며, 입자들은어떤상태로있는지에대하여알아보자. 밤하늘을수놓는불꽃놀이 알고가기 물이수소와산소로분해되는을어떻게분자모형으로나타낼까? 화학반응에서일정성분비의법칙이나질량보존의법칙이성립하는이유는무엇인가? 기체반응의법칙을원자설로설명할수없는이유는무엇인가? 단원학습목표 원자의구성입자를확인하고, 각입자의발견과물리적성질을간단히설명한다. 원자모형의변천을원자구성입자의발견과관련지어설명한다. 보어의원자모형에따른전자배치를나타내고, 오비탈개념을도입한후현대적원자모형에따른전자배치를이해한다. / 알 / 고 / 가 / 기 / _ 물 분자가산소 분자와수소 분자로분해되는을분자모형으로다음과같이나타낼수있다. 물 분자 산소 분자 수소 분자 _ 화학반응에서일정성분비의법칙이나질량보존의법칙이성립하는이유는물질이원자로구성되어있기때문이다. 돌턴은물질연구의출발점에서원자가설을세웠으며, 그의원자가설로일정성분비의법칙과질량보존의법칙을설명하였다. 그의원자가설은다음과같은가정들로되어있다. 모든물질은더이상쪼갤수없는원자로이루어져있다. 원자의종류는원소에따라정해지며, 같은원소의원자들은같은질량과같은성질을갖는다. 화학변화가일어날때, 원자는서로배열만바뀌고생성되거나소멸되지않는다. 화합물이만들어질때, 각원소의원자들은간단한정수비로이루어진다. _ 기체반응의법칙에따르면, 기체가반응할때기체의부피사이에는간단한정수비가성립한다. 수소와산소가수증기로되는반응에서는기체의부피비가 ::가된다. 이것을원자설로설명하려면원자가반으로쪼개져야하므로모순이다. 수소나산소같은물질의기본단위가원자가아니라원자가뭉쳐있는집합체, 즉분자로구성되어있다고생각해야만이러한모순이해결된다. 돌턴의원자설과 모순되는모형 수소 ` 원자 아보가드로의 분자설모형 수소 ` 분자 산소 ` 원자 산소 ` 분자 물 ` 분자 물 ` 분자 Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

_ 원자는어떤입자로구성되어있을까? 원자를구성하는입자의종류와성질을말할수있다. _ 원자의구성입자가어떻게발견되었는지설명할수있다. 탐구 전자를어떻게발견했을까? 토의, 자료해석공기를뺀유리관의양쪽에전극을만들고높은전압을걸어주면유리관속에서전류가흐르면서빛이발생한다. 전선으로연결되어있지않은두전극사이에전류가흐르는까닭은무엇일까?

2 _ 원자는어떤입자로구성되어있을까? 원자를구성하는입자의종류와성질을말할수있다. _ 원자의구성입자가어떻게발견되었는지설명할수있다. 탐구 전자를어떻게발견했을까? 토의, 자료해석공기를뺀유리관의양쪽에전극을만들고높은전압을걸어주면유리관속에서전류가흐르면서빛이발생한다. 전선으로연결되어있지않은두전극사이에전류가흐르는까닭은무엇일까? ÉìÄìâóÄ 풍선을털가죽으로문지르면종이가달라붙는다. 음극선 (-) 극에서방출되는전자의흐름으로톰슨이발견하였다.. 그림과같이 (+) 극을십자모양으로만들고 (+) 극의뒷면에형광물질을바른음극선관에고압의전류를흘렸더니형광물질에전극의그림자 털가죽으로풍선을문지르면, 풍선에종이가붙을까? 글쎄요? 어, 종이가붙네! 왜그럴까? 형광물질자외선, 전자선, X선등을쪼일때가시광선영역의빛을내는물질이다. 가생겼다. (-) 극 (+) 극 고전압. (-) 극과 (+) 극사이에바람개비를놓았더니바람개비가회전하였다. 바람개비 원자에전기가들어있을거야. 전기를띤물질로원자를쪼갤수있다는말이니? (-) 극 (+) 극 고전압. 음극선관주위에전기장을걸어주거나자석을가져갔더니왼쪽그림처럼 음극선이휘었다. (-) 극으로쓰는금속의종류를바꾸고자석을가져가 원자는딱딱한알갱이인데. 글쎄. 원자를어떻게쪼개지? 도음극선이휘는정도는같았다.. (+) 극판뒤에그림자가생기는이유는무엇인가? 풍선에종이가달라붙는이유는무엇일까?. 바람개비가회전하는것으로부터알수있는음극선의물리적인특성은무엇인가? 전자질량과전하를가지고있어서전기장에서휜다.. 전기장에서음극선이휘는이유는무엇인가?. (-) 극으로쓰는금속의종류에관계없이음극선이똑같은정도로휘는이유에대하여토의해보자 / 다 / 가 / 서 / 기 / 털가죽이나풍선은많은수의원자로구성되어있다. 털가죽으로풍선을문지르면풍선이전기를띤다. 이것은털가죽을구성하는원자에서전자가빠져나와풍선으로이동했기때문이다. 도입부에서학생들에게전물질 기를띤입자가원자를구성원자 하고있다는생각을갖도록지도한다. 학생들은원자가빵속의건포도처럼물질에학생들은원자가물질속에 끼어있다는오개념을갖고있다. 끼어있다는오개념을갖고있으므로물질은원자로구성되어있고, 원자와원자사이에는아무것도없는빈공간임을알도록지도한다. 탐구 해설 _ 음극선관은진공상태이며음극선관의벽에는형광물질이칠해져있으므로전자가이동하는경로가밝게빛난다. _ 음극선이지나가는길에바람개비를놓으면바람개비가회전하며, 바람개비의뒤쪽에그림자가생긴다. _ 음극선주위에전기장이나자기장을가져가면음극선이휘며, 금속의종류를바꾸어도똑같은현상이나타난다. 따라서, 높은전압을걸어주면금속을구성하는원자들은공통된입자를방출한다는것을알수있다. _ 음극선은 (-) 극판에서 (+) 극판쪽으로움직이므로음전하를가지고있으며, 그림자가생기는것은음극선이빛처럼직진하고있기때문이다. _ 바람개비를회전시키려면음극선이질량을지니고있어야한다. 음극선은빛이아닌질량을가지고있는물질의구성입자라는사실을짐작케한다. _ 음극선이전기장에서휘는이유는음극선이전하를띠고있으며질량을가지고있기때문이다. _(-) 극으로사용되는금속의종류에관계없이전기장에서음극선이똑같이휘는것은여러가지금속에는공통으로음전하금속원자에서빠져나온음극선 를가지는입자가포함되어있기때문이다. Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

수소원자의구성수소는양성자 개와전자 개로되어있다. 다음그림과같이음극선관을개조하여 (-) 극에구멍을뚫어놓고그뒤에형광물질을바른다음, 이음극선관에수소를조금넣고높은전압을걸어주면 (-) 극위의형광물질이밝게빛난다. 전자를잃어버린수소원자핵이형광물질에충돌하기때문이다.

3 수소원자의구성수소는양성자 개와전자 개로되어있다. 다음그림과같이음극선관을개조하여 (-) 극에구멍을뚫어놓고그뒤에형광물질을바른다음, 이음극선관에수소를조금넣고높은전압을걸어주면 (-) 극위의형광물질이밝게빛난다. 전자를잃어버린수소원자핵이형광물질에충돌하기때문이다. 이런실험을통하여수소의 탐구 원자를구성하는입자와그성질토의, 자료해석원자를구성하는세가지입자의전하량과질량은다음과같다. 원자핵이양전하를가진양성자임을알게되었다. 원자의구성입자 전하량 (C) 질량 (g) 낮은압력의수소 H + H + H + H + H + (+) 극 양성자중성자전자 +.6_ _0.67_0.675_0 9.0_0 진공펌프로압력을 0.0기압으로낮춘다. 양성자의발견 (-) 극 고전압 원자를구성하는입자들의전하량비를구해보자. 원자를구성하는입자들의질량비를구해보자. 음전하를가진전자와양전하를가진양성자가발견됨에따라, 원자가양성자와전자로이루어져있음을알게되었다. 원자를구성하는또하나의입자인중성자는더늦게발견되었다. 중성자는전하를띠지않고, 양성자보다질량이약간큰입자이다.. 모든원자는전기적으로중성이다. 이러한사실로부터원자를구성하는입자수사이의관계를말해보자.. 원자를구성하는입자들의질량사이의관계를식으로나타내어보자. 생활속의과학 두전극사이에걸어준높은전압때문에퉁겨나온전자살은전기장과자기장을이용하여원하는만큼휘어지게만들수있다. 전자살이형광물질을바른유리판에충돌하면빛이발생하면서원하는이미지를만들수있다. 텔레비전의브라운관이나컴퓨터의모니터가모두이런음극선관의원리를이용한것이다. 백남준은음극선관을이용하여독창적인예술작품을만들어서세계적인비디오작가가되었다. 그러나이런음극선관은화면이편평하지않고, 크기에도제한이있다. 또, 전자살을만들어내는장치때문에부피가크고, 많은전기를소비하는단점도있다. 최근에는플라스마나액정을이용하여얇고, 편평하며, 전기소비량도매우적은장치가개발되어실용화되고있다. Q 우리주변에서음극선관을이용하는예에는어떤것이있을까? ã Ä âóßäõìßã ã ãù 거북 ( 백남준작 ) 나는가볍지만양성자는나보다 80 배가량무겁고, 우리는같은크기의전하량을가지지만부호는서로반대야. 원자에들어있는양성자와중성자는한덩어리로뭉쳐있다. 양성자와중성자의덩어리를원자핵이라고한다. 원자핵은그안에들어있는양성자수만큼의양전하를띠고있다. 또, 원자핵주위에는양성자와같은수의전자가분포한다. 전자는양성자와같은크기의전하를갖지만질량은매우작기때문에원자핵은원자질량의대부분을차지한다. ãöåò 풀이 다음은입자속에포함된양성자, 중성자, 전자의수를나타낸것이다. 입자 ( 가 )~( 다 ) 를원자, 양이온, 음이온으로구별하여라. 입자 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) 양성자수 9 중성자수 00 전자수 00 ( 가 )`는 ( 양성자수 )>( 전자수 ) 이므로양이온이고, ( 나 )`는 ( 양성자수 )=( 전자수 ) 이므로중성원자이고, ( 다 )`는 ( 양성자수 )<( 전자수 ) 이므로음이온이다. 답 ( 가 ): 양이온, ( 나 ): 중성원자, ( 다 ): 음이온 9 9 양극선의발견 음극선관을수소기체로채우고, 구멍이뚫린금속판을 (-) 극으로하여고전압을걸어주면, (-) 극판에서 (+) 극판쪽으로이동하던전자와수소원자가충돌하면서수소원자가수소이온으로된다. 수소는전자 개와양성자 개로이루어진원자이므로수소이온은곧양성자이다. 양성자는양전하를지니고있으므로 (-) 극판쪽으로이동하며, (-) 극판에구멍이뚫려있기때문에양성자의일부가구멍을통하여 (-) 극판을빠져나간다. 양성자는 (-) 극판의뒤쪽에발라둔형광물질을밝게빛나게한다. 이러한관찰을통하여양극선이발견되었다. (-) 극판 전자 ( 음극선 ) H± H± H± 생활속의과학 Q 음극선관은전기신호를전자빔으로형광면에쏘아광학상으로변 환하여표시하는장치를말하며, 주로 TV 브라운관에이용된다. 컬러 TV는적색, 청색, 녹색의전자총으로화면의색상을구성한다. 탐구 해설 `원자를구성하는입자중에서전자는음전하를지니며, 양성자는양전하를지니지만중성자는전하를띠지않는다. 전자와양성자의크기는크게다르지만, 양성자 개와전자 개는전하량은같고부호만반대이다. 따라서, ( 전자 ):( 중성자 ):( 양성자 ) 의전하량의비는 :0:이다. `양성자와중성자의질량은거의비슷하고전자의질량은상대적으로매우작다. ( 전자 ):( 중성자 ):( 양성자 ) 의질량비는 :88:86이다. _ 원자를구성하는입자들중에서전기를띠는것은양성자와전자이다. 그런데한원자속의양성자와전자의수는같기때문에원자는전기적으로중성이다. 그러나중성자의수는양성자나전자의수와같지않다. 원자번호가작은경우에는중성자의수가양성자의수와거의같지만, 원자번호가커지면양성자사이의반발력이커져서이를안정화시키기위하여중성자의수가많아진다. _( 전자 개의질량 )?;8 0;( 양성자또는중성자 개의질량 ) Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

탐구 돌턴의원자설에관한토론 토의, 결론도출 돌턴이원자가더이상쪼개지지않는입자라는원자설을발표하였을때에는양성자, 중성자, 전자의존재가밝혀지기전이었다. 다음은돌턴의원자설에 _ 서로다른원자는어떻게구별할까? 질량수와원자번호를구할수있다. _ 서로다른원자를구별할수있다. 대한두학생의토론내용이다. 돌턴 (J. Dalton, 766~8) 영국의화학자 돌턴의원자설은이제쓸모없어.

질량이다르다면그이유는무엇일까?. 돌턴의원자설은잘못된이론이므로버려야한다는의견에동의하는가? 자신의의견을발표해보자.. 돌턴의원자설이원자를구성하는입자의발견으로수정되어야한다면어떻게수정되어야하는지토의해보자. 전화번호의숫자에는의미가포함되어있다. 전화번호의숫자에는규칙이있기때문에번호를보면대강의위치를알수있어. 원자번호에도규칙이있을까?

높은에너지의전자가수소원자와충돌하였을때일어나는변화를그림으로나타내어라. 전화번호는어떤규칙으로정하는것이좋을까? 9 95 탐구 해설 _ 돌턴의원자설의모순점 원자는단단한입자로되어있다. 원자는양성자, 중성자, 전자로쪼개진다. 같은원소의원자는모두질량이같다. 같은원소의원자중에도중성자가다른동위원소가있다. 화학반응전후에질량은보존된다.

4 탐구 돌턴의원자설에관한토론 토의, 결론도출 돌턴이원자가더이상쪼개지지않는입자라는원자설을발표하였을때에는양성자, 중성자, 전자의존재가밝혀지기전이었다. 다음은돌턴의원자설에 _ 서로다른원자는어떻게구별할까? 질량수와원자번호를구할수있다. _ 서로다른원자를구별할수있다. 대한두학생의토론내용이다. 돌턴 (J. Dalton, 766~8) 영국의화학자 돌턴의원자설은이제쓸모없어. 왜냐하면, 원자는더이상쪼개지지않는단단한알갱이가아니기때문이야. 원자는양성자, 중성자, 전자등의입자로구성되어있으니까. ÉìÄìâóÄ 한마리의닭이낳은달걀도그질량이제각기다르다. 돌턴의원자설은잘못된부분이있지만아직도유용해. 질량보존의법칙이나일정성분비의법칙을모두원자설로충분히설명할수있으니까. 연소반응이일어날때에도원자는쪼개지지않으니까. 원자들은모두질량이같을까? 질량이다르다면그이유는무엇일까?. 돌턴의원자설은잘못된이론이므로버려야한다는의견에동의하는가? 자신의의견을발표해보자.. 돌턴의원자설이원자를구성하는입자의발견으로수정되어야한다면어떻게수정되어야하는지토의해보자. 전화번호의숫자에는의미가포함되어있다. 전화번호의숫자에는규칙이있기때문에번호를보면대강의위치를알수있어. 원자번호에도규칙이있을까? 입자가속기 최근에는양성자와중성자도쿼크라는더작은입자들로구성되어있다는사실이밝혀졌다. 전하를가진원자핵을고속으로가속시키는입자가속기를이용하여원자핵을파괴시키면이런작은입자들을관찰할수있다. 그러나이런입자들의존재는물질의화학적성질에는영향을주지않는다. íúì ã ßíìÄ 원자를구성하는입자에는어떤것이있는가? 전자와양성자의성질은어떻게다른가? 높은에너지의전자가수소원자와충돌하였을때일어나는변화를그림으로나타내어라. 전화번호는어떤규칙으로정하는것이좋을까? 9 95 탐구 해설 _ 돌턴의원자설의모순점 원자는단단한입자로되어있다. 원자는양성자, 중성자, 전자로쪼개진다. 같은원소의원자는모두질량이같다. 같은원소의원자중에도중성자가다른동위원소가있다. 화학반응전후에질량은보존된다. 확인하기정답 _ 원자는양성자, 중성자, 전자로구성되어있다. 이러한입자는입자가속기속에서쿼크와같은더작은입자로쪼개질수있다. _ 전자와양성자는전하량은같지만부호가반대이다. 전자의질량에비하여양성자는질량이매우크다. _ 높은에너지의전자가수소원자와충돌하면수소원자주위에서운동하던전자가에너지를흡수하여수소의원자핵으로부터떨어져나간다. 핵분열반응이일어나면질량의결손이생긴다. _ 돌턴의원자설의수정 원자는보통의화학반응이일어날때에는쪼개지지않는다. 화학적으로같은성질을나타내는원자는같은수의양성자를갖는다. 보통의화학반응이진행될때에는질량이보존된다. 따라서, 돌턴의원자설은일상적으로경험하는화학반응을설명하는데에는큰문제점이없으므로유용하게사용된다고볼수있다. / 다 / 가 / 서 / 기 / 같은닭이낳은달걀도질량이서로다르듯이, 화학적성질이같은원소의원자들도질량이서로다르다. 전호번호에는국가, 지역, 전화국, 개인번호등의정보가포함되어있다. 원자번호는단순한숫자가아니라, 원자내의양성자수와전자수를나타낸다. Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

5 탐구 원자번호뒤에숨은비밀 토의, 자료해석 탐구 5 이온은어떻게만들어질까? 토의, 자료해석 원자번호에는어떤뜻이담겨있는지알아보자. 원자가전자를잃거나얻으면어떤성질을갖게되는지알아보자. 준비 원자번호와원자이름및원소기호가적힌표. 양성자 개, 중성자 개, 전자 개인리튬원자가전자 개를잃으면 원자는양성자, 중성자, 전자로이루어져있어. 원자번호원자이름 수소 헬륨 리튬 베릴륨 5 붕소 6 탄소 7 질소 8 산소 9 플루오르 어떻게되는지모형으로나타내어보자. 원소기호 H He Li Be B C N O F 중성자 양성자수중성자수전자수 양성자 +. 원자를양성자수와중성자수를합한값의순서로나열해보자. 이렇게하여얻은순서가원자번호순서와일치하는가?. 원자번호를원자의구성입자수와비교해보자.. 원자의양성자수와중성자수를합한값으로원자를구별할수있는가?. 원자번호는무엇을의미하는가? 원자핵은안정하지만전자수는달라질수있지. 전자. 리튬의이온이생성되는변화를화학기호를써서나타내어보자.. 양성자 9개, 전자 9개, 중성자 0개인플루오르원자가전자를 개얻으면어떻게변하는지모형으로나타내어보자. 중성자 + 양성자 전자 원자핵은양전하를띠는양성자와중성자로이루어져있다. 원자핵의 질량은원자의질량의대부분을차지하므로원자핵속의양성자의수와중성자의수를합한것을질량수라고한다. 질량수 = 양성자수 + 중성자수원자핵속의양성자의수를원자번호라고하며, 같은원소의원자는모. 플루오르화이온이생기는을화학기호로나타내어보자.. 원자번호가 8인산소원자가 -가의음이온이되는을다음에그림으로나타내어보자. 두같은원자번호를갖는다. 원자에들어있는양성자와전자의수가같 기때문에다음의관계가성립한다. 원자번호 = 양성자수 = 전자수 C( 쿨롬 ) 원자의질량수와원자번호는원소기호와함께써서나타낼수있다. 전하량의단위이며, 초동안. 개의나트륨원자가전자하나를잃어서생기는 Na± 의전하량은몇 C인 A의전류가흐를때운반되는원소기호의왼쪽위에는질량수를쓰고원소기호의왼쪽아래에는원자전하량이다. 가? 원자번호번호를표시한다 질량수 C 탐구 해설 _ 질량수 = 양성자수 + 중성자수원자번호 원소기호 H He Li Be B C N O F 질량수 따라서, 원자를질량수순서로나열한것은원자번호순서와일치한다. _ 원자번호 = 양성자수 = 전자수중성자수는원자번호와일치하지않는다. _ 주어진자료만놓고볼때질량수가다른원자는다른종류의원자라고말할수있다. 그러나더많은자료를찾아보면질량수가같아도다른종류의원자일수있으며, 질량수가달라도같은성질을나타내는원자가있음을암시해준다. _ 원자번호는원자내의양성자수를나타내며, 원자내의양성자수는그원자의고유한특성이므로원자번호를통하여물질을구별할수있다. 즉, 같은종류의원자는질량이같은원자라기보다는양성자수가같은원자이다. 탐구 5 해설 Li Li± + e F + e F Na± 개의전하량은양성자 개의전하량에해당하므로 +.6_0 C이다. Ⅱ. 물질의구조 5. 원자구조

탐구 6 동위원소의안정도동위원소들은안정도가다르다. 이때문에안정한동위원소일수록자연계에존재하는비율이커진다. 예를들어, 탄소의동위원소중에 C가 98.9% 를차지하는까닭은안정도가크기때문이다. 우리가먹는물분자는질량이모두같을까? 토의, 자료해석영국의과학자돌턴은같은종류의원소의원자는질량이같다고주장하였다.

개의그림은서로다른형태로되어있다. 개의그림은어떤점이다른가? 두그림은어떤경우에유용할까? 성해보자. 양성자 중성자 전자 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) H 을수소, H을중수소, H을삼중수소라고해요. 동위원소원자번호중성자수전자수수질량수수 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ). 원자번호가같은원자들의질량이다른이유는무엇때문인가?

수소의동위원소가세종류 ( H, H, H) 이고, 염소의동위원소가두종류 ( fi Cl, Cl) 라고할때, 질량이다른염화수소분자는몇종류인가? 대한민국전도 한반도의위성사진 지형이나도로등을지도로나타내려면많은정보가필요하다. 너무작아서눈으로볼수없는원자의내부구조를나타내려면어떤정보가필요할까?

6 탐구 6 동위원소의안정도동위원소들은안정도가다르다. 이때문에안정한동위원소일수록자연계에존재하는비율이커진다. 예를들어, 탄소의동위원소중에 C가 98.9% 를차지하는까닭은안정도가크기때문이다. 우리가먹는물분자는질량이모두같을까? 토의, 자료해석영국의과학자돌턴은같은종류의원소의원자는질량이같다고주장하였다. 그러나원자번호는같지만질량이다른동위원소가존재한다는사실이밝혀지면서돌턴의원자설은수정되었다. 동위원소에대하여알아보고, 이와관련된현상에대하여알아보자. 다음은수소의동위원소의구조를나타낸것이다. 그림을보고아래표를완 _ ÉìÄìâóÄ 원자모형은어떻게변천되어왔을까? 원자모형의변천을원자구성입자의발견과관련지어설명할수있다. _ 전자궤도와오비탈의차이를설명할수있다. 개의그림은서로다른형태로되어있다. 개의그림은어떤점이다른가? 두그림은어떤경우에유용할까? 성해보자. 양성자 중성자 전자 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) H 을수소, H을중수소, H을삼중수소라고해요. 동위원소원자번호중성자수전자수수질량수수 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ). 원자번호가같은원자들의질량이다른이유는무엇때문인가?. 원자력발전소에서사용하는원자로에는경수로와중수로가있다. 이러한명칭을동위원소와관련지어설명해보자. 원소의화학적성질은양성자의수에의하여결정되기때문에중성자의수가서로다른동위원소들도모두화학적성질이같다. íúì ã ßíìÄ 전자가 5g 정도의질량을갖는쇠구슬이라면, 양성자 개의질량에해당하는것을주위에서찾아보자. 염화수소는염소원자 개와수소원자 개로구성되어있다. 수소의동위원소가세종류 ( H, H, H) 이고, 염소의동위원소가두종류 ( fi Cl, Cl) 라고할때, 질량이다른염화수소분자는몇종류인가? 대한민국전도 한반도의위성사진 지형이나도로등을지도로나타내려면많은정보가필요하다. 너무작아서눈으로볼수없는원자의내부구조를나타내려면어떤정보가필요할까? fl fl 탐구 6 해설 수소의동위원소 동위원소 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) H 수소 H 중수소 H 삼중수소 원자번호중성자수전자수질량수 0 _ 원자번호가같더라도중성자수가다르면질량이달라진다. 이러한관계에있는원소를동위원소라고한다. 동위원소는 화학적성질이같다. _ 경수 ( 輕 ) 는가벼운물, 중수 ( ) 는무거운물을나타낸 다. 수소에는 H, H, H의세종류의안정한동위원소가 있고, 산소에는 O, O, O의세종류의안정한동위원소 가있다. H와 O로이루어진물을경수라하고, 이밖의 H 와 O의조합으로이루어져있는물을중수라고한다. 보통의 물 (H O) 은분자량 8인경수를 99.7% 함유한다. 확인하기정답 _ 양성자는전자보다 86배무거우므로, 전자가 5g이라면양성자는 9.8kg으로남자용투포환 (7.6kg) 보다무겁다. 큰주전자에물을가득담으면대략 0kg이다. _ 질량수가각각 6, 7, 8, 9, 0의 5가지가있다. / 다 / 가 / 서 / 기 / 대한민국전도는행정구역, 교통등의상세한정보를담고있으므로여행, 지명찾기, 교통정보수집등에이용된다. 반면에, 인공위성사진은자연적환경을한눈에볼수있으므로국토의환경보존, 생태환경의변화, 종합개발계획수립, 군사정보수집등에대한정보를얻는데유용하다. `지도는용도에따라다양하게나타낼수있다. 이러한이치가원자모형에도적용된다. 화학반응에서일정성분비의법칙이나질량보존의법칙등을설명할때에는돌턴의원자모형만으로충분하다. 그러나불꽃반응이나원소의화학적성질의차이점을설명하기위해서는원자내의전자배치에관한상세한정보를알수있는새로운원자모형이필요하다. Ⅱ. 물질의구조 6. 원자구조

탐구 7 톰슨은왜원자를건포도푸딩에비유하였을까? 역할놀이 탐구 8 원자의내부는균일하게채워져있을까? 토의, 자료해석 톰슨이음극선실험에서전자를발견하고, 골트슈타인등이양성자를발견 러더퍼드는톰슨이생각한것처럼양전하를띤물질과음전하를띤물질이 함으로써원자가양성자와전자로구성되어있다는사실을알게되었다. 그 원자내부에골고루퍼져있는지를확인하기위해실험을하였다.

Thomson, 856~90) 영국의물리학자 전자 양전하를 띤원자 꼭검은콩이박힌떡같네. 러더퍼드 (E. Rutherford, 87~97) 영국의물리학자 알파선방사성동위원소가붕괴할때방출되는, 밀도가매우크고양전하를띤헬륨의원자핵의다발이다. 같은결과를얻었다. 알파입자방사성물질 금박 ( 가 ) ( 다 ) ( 나 ) 형광판.

( 가 ), ( 나 ), ( 다 )` 의위치에서검출된알파선을비교해보자.. 알파선이주로어디에서검출되었는가? 그결과로부터원자내부에입자 들이어떻게분포되어있는지설명해보자.. ( 가 )` 와 ( 나 )` 의위치에서알파선이검출된까닭은무엇인지설명해보자.. 톰슨의원자모형에서도원자핵이있는지말해보자.. 전자가골고루퍼져있다고생각한이유를양성자와전자의전기적인힘.

00 0 탐구 7 해설 _ 원자내에음전하를가진전자들이들어있으며, 전자는양전하를띤원자에의해이리저리떠밀려다닌다. _ 돌턴의원자모형과톰슨의원자모형 ( 토의예시 ) 돌턴의원자모형전기적인성질은원자의특성중의하나일뿐이며원자내부에전자는없다. 톰슨의원자모형전자는질량을가진입자로서원자를구성하며, 원자는쪼개진다. _ 톰슨의원자모형에는원자핵이없다.

7 탐구 7 톰슨은왜원자를건포도푸딩에비유하였을까? 역할놀이 탐구 8 원자의내부는균일하게채워져있을까? 토의, 자료해석 톰슨이음극선실험에서전자를발견하고, 골트슈타인등이양성자를발견 러더퍼드는톰슨이생각한것처럼양전하를띤물질과음전하를띤물질이 함으로써원자가양성자와전자로구성되어있다는사실을알게되었다. 그 원자내부에골고루퍼져있는지를확인하기위해실험을하였다. 그의알파 러면원자속에서양성자와전자는어떻게분포할까? 선산란실험을통해원자의내부를추리해보자.. 톰슨은그림과같이양전하를띤원자속에전자가듬성듬성박혀있다는 러더퍼드는금박주위에형광판을울타리처럼둥글게세우고, 얇은금박에 원자모형을제안하였다. 이모형을그리고설명해보자. 알파선을쪼인후에형광판에서검출되는알파선의흔적을관찰하여그림과 톰슨 (J. J. Thomson, 856~90) 영국의물리학자 전자 양전하를 띤원자 꼭검은콩이박힌떡같네. 러더퍼드 (E. Rutherford, 87~97) 영국의물리학자 알파선방사성동위원소가붕괴할때방출되는, 밀도가매우크고양전하를띤헬륨의원자핵의다발이다. 같은결과를얻었다. 알파입자방사성물질 금박 ( 가 ) ( 다 ) ( 나 ) 형광판. 두사람이한모둠이되어톰슨과돌턴의역할을맡아서원자모형에대하 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) 여주장해보자. 톰슨의생각대로원자의내부의물질이고르게분포되어있다고가정하고, 원자는더이상쪼갤수없어! 양전하를띤원자에전자가골고루분포하고있어! 검출될알파선의분포를예상하여그려보자. 형광판을둥글게만들어금박주위에세운이유는무엇인가? ( 가 ), ( 나 ), ( 다 )` 의위치에서검출된알파선을비교해보자.. 알파선이주로어디에서검출되었는가? 그결과로부터원자내부에입자 들이어떻게분포되어있는지설명해보자.. ( 가 )` 와 ( 나 )` 의위치에서알파선이검출된까닭은무엇인지설명해보자.. 톰슨의원자모형에서도원자핵이있는지말해보자.. 전자가골고루퍼져있다고생각한이유를양성자와전자의전기적인힘. 러더퍼드는실험결과 ( 가 ) 를대포알이종이에반사된것에비유하였다. 러더퍼드의입장에서다음그림에대사를넣어보자. 과연관시켜설명해보자. 포탄이종이에반사되다니요? 톰슨의모형은그후원자내부에대한더자세한실험에의하여잘못된것으로판명되고말았다. 이처럼과학에서의주장은새로운과학적발견에의하여수정되면서더욱정확한과학이론으로발전한다 탐구 7 해설 _ 원자내에음전하를가진전자들이들어있으며, 전자는양전하를띤원자에의해이리저리떠밀려다닌다. _ 돌턴의원자모형과톰슨의원자모형 ( 토의예시 ) 돌턴의원자모형전기적인성질은원자의특성중의하나일뿐이며원자내부에전자는없다. 톰슨의원자모형전자는질량을가진입자로서원자를구성하며, 원자는쪼개진다. _ 톰슨의원자모형에는원자핵이없다. 톰슨은원자를구성하는물질이균일하게퍼져있을것이라고생각하였다. _ 양성자는양전하를띠므로서로반발한다. 마찬가지로전자들도음전하를띠므로서로밀어내는힘이작용하여서로멀리떨어져있다. 당시에는양전하를띠는양성자가뭉쳐서핵을형성한다는것은생각하기어려운가정이었다. 탐구 8 해설 ` 금박에쏘아준알파입자의산란이균일하게일어날것이 므로형광판에도알파선이균일하게충돌하였을것이다. `금박에쏘아준알파선이어느방향으로산란되는지를조사하기위해서이다. `형광판의중안인 ( 다 ) 위치에많이분포하며, 바깥쪽인 ( 나 ) 와 ( 가 ) 의위치로갈수록매우적어진다. _ 알파선은주로형광판의중앙에서검출된다. 이것은알파선의대부분이산란되지않고직진하였음을나타낸다. 이러한결과로부터원자의내부는대부분비어있어서밀도가매우작음을알수있다. _ ( 가 ) 는알파입자가밀도가큰물질과충돌하여반대방향으로반사되어나온것이며, 이로부터원자내부에물질의대부분이집중되어있는원자핵이존재함을짐작할수있다. ( 나 ) 는반발에의하여경로가휜것을나타내며, 이로부터원자핵이알파입자와마찬가지로양전하를띠고있다는것을알수있다. _ 밀도가큰알파입자가금박에반사된것은원자의내부에밀도가큰원자핵이있기때문이지. 이것은마치종이에대포알이반사된것에비유할수있어. Ⅱ. 물질의구조 7. 원자구조

탐구 9 러더퍼드의실험을어떤모형으로나타낼까? 실험, 추리 탐구 0 원소의불꽃색깔은왜다를까? 실험, 추리 준비 네온전등의붉은빛은도시의거리를휘황찬란하게한다.

. 상자한쪽에먹지와모눈종이를고정시킨판을대고, 그림 ( 나 ) 와같이반대방향에서내부를보지않고장남감총을쏘아보자.

. 백금선에염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 염화구리등을차례로묻혀서, 왼쪽그림처럼버너의겉불꽃에대어보자. 불꽃의색깔은어떻게다른가? 총을가지고장난하면안돼요. 염화나트륨염화리튬염화칼륨염화구리 염산.

. 수소기체를음극선관에채우고방전시키면, 수소기체는고유한색깔의빛 ( 가 ) ( 나 ) 을낸다. 이빛을분광기로분석하면다음과같은선스펙트럼이얻어진다.

러더퍼드의실험에서금박, 알파선, 형광물질은이모형실험에서각각 무엇에해당하는가?. 러더퍼드의실험결과를이실험의모형을이용하여설명해보자. 수소의선스펙트럼은태양빛의스펙트럼과어떤차이가있는가?

그후원자핵은양성자와중성자로되어있으 며, 원자핵의지름은원자지름의 ~ 정도로 00000 0000 원소를음극선관에넣고방전시키면선스펙트럼을관찰할수있다. 원 원자모형 아주작다는사실이밝혀졌다.

원자가방출하는빛중에는가시광선이외에도눈으로볼수없는자외선도포함되어있다. 원자가방출하는선스펙트럼을분광기로분석하면, 원자를구성하는전자의상태에대한정보를얻을수있다.

_ 러더퍼드실험과모형실험의비교러더퍼드실험금박알파선형광물질모형실험빈공간과낚시추총알먹지 낚시추는원자가아니라원자속의원자핵에해당한다.

8 탐구 9 러더퍼드의실험을어떤모형으로나타낼까? 실험, 추리 탐구 0 원소의불꽃색깔은왜다를까? 실험, 추리 준비 네온전등의붉은빛은도시의거리를휘황찬란하게한다. 이러한전등에 상자, 장난감권총 ( 플라스틱총알포함 ), 먹지, 흰종이, 끈이달린낚시추 네온대신에다른원소를넣으면어떻게될까?. 그림 ( 가 ) 와같이상자의양쪽을잘라내고, 내부에실로 ~개의낚시추를매달자.. 상자한쪽에먹지와모눈종이를고정시킨판을대고, 그림 ( 나 ) 와같이반대방향에서내부를보지않고장남감총을쏘아보자. 도시의야경 준비비커, 분광기, 백금선, 가스버너, 6M 염산, 염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 염화구리 총알은모두직진하는가?. 백금선에염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 염화구리등을차례로묻혀서, 왼쪽그림처럼버너의겉불꽃에대어보자. 불꽃의색깔은어떻게다른가? 총을가지고장난하면안돼요. 염화나트륨염화리튬염화칼륨염화구리 염산. 다음은리튬과나트륨의선스펙트럼을나타낸것이다. 리튬 나트륨 선스펙트럼 원자가방출하는빛을파장에따 라분리해서나타낸그림이다.. 수소기체를음극선관에채우고방전시키면, 수소기체는고유한색깔의빛 ( 가 ) ( 나 ) 을낸다. 이빛을분광기로분석하면다음과같은선스펙트럼이얻어진다.. 총을쏘는위치를바꿔가면서총을쏘아보고, 총알의진행방향을알아 보자. 백금선에염을묻혀불꽃반응을 수소 본후염산으로씻어서다시사용 한다. 태양빛. 러더퍼드의실험에서금박, 알파선, 형광물질은이모형실험에서각각 무엇에해당하는가?. 러더퍼드의실험결과를이실험의모형을이용하여설명해보자. 수소의선스펙트럼은태양빛의스펙트럼과어떤차이가있는가?. 리튬과나트륨의선스펙트럼은어떻게다른가? 원자핵 러더퍼드는원자의내부에양전하를가진아주작은원자핵이. 수소의선스펙트럼과태양빛의스펙트럼이다른이유를설명해보자. 있다고생각하였다. 그후원자핵은양성자와중성자로되어있으 며, 원자핵의지름은원자지름의 ~ 정도로 원소를음극선관에넣고방전시키면선스펙트럼을관찰할수있다. 원 원자모형 아주작다는사실이밝혀졌다. 원자의크기를잠실운동장에비유한다면원자핵의크기는탁구공의크기에비유할수있다. 그러나원자핵의질량은원자질량의대부분을차지하므로원자핵의밀도는매우크다. 자를매우높은온도로가열하여도음극선관에서와같은스펙트럼이얻어진다. 원자가방출하는빛중에는가시광선이외에도눈으로볼수없는자외선도포함되어있다. 원자가방출하는선스펙트럼을분광기로분석하면, 원자를구성하는전자의상태에대한정보를얻을수있다. 0 0 탐구 9 해설 _ 총알은위치를바꾸어가면서발사한다. `총알은대부분직진하지만추에맞으면반사되거나경로가휜다. _ 러더퍼드실험과모형실험의비교러더퍼드실험금박알파선형광물질모형실험빈공간과낚시추총알먹지 낚시추는원자가아니라원자속의원자핵에해당한다. 금박에서원자핵과알파입자사이에는반발력이작용하지만, 총알과추사이에는반발력이작용하지않는다. 먹지를추주위에원형으로배치해야한다. _ 러더퍼드의실험에서알파입자가대부분금박을통과하여직진한것은, 상자속이대부분비어있는것처럼원자의내부도대부분비어있기때문이다. 알파입자가반사되는것은원자의내부에밀도가큰원자핵이있기때문이다. 이것은상자속에매달려있는추에맞아총알이반사되는것에비유할수있다. 탐구 0 해설 _ 물질염화나트륨염화리튬염화칼륨염화구리불꽃반응색노란색빨간색보라색청록색 _ 태양빛은연속스펙트럼이다. _ 리튬과나트륨의선스펙트럼은모두불연속적인선스펙트럼이지만, 리튬은붉은색근처의선이선명하며, 나트륨은노란색근처의선이선명하다. _ 기체원자가종류에따라특정한선스펙트럼을나타낸다는것은, 원자가종류에따라특정한파장을가진빛만을방출한다는것을의미한다. 핵력 원자핵의구성요소인핵자, 즉양성자와중성자사이에서양성자와중성자, 중성자와중성자또는양성자와양성자사이에작용하는특수한힘을말한다. 원자핵은양성자와중성자사이의강력한결합체로서극히좁은공간에서안정하게형성되어있는것은핵력때문이다. Ⅱ. 물질의구조 8. 원자구조

보어는전자가특정한에너지를갖는궤도에서만원운동을하고, 전자가한궤도에서다른궤도로이동할때빛을흡수하거나방출한다고생각하였다. 전자가원자핵에서가장가까운궤도에있는상태를바닥상태라고하고, 전자가빛을흡수하여에너지가높은궤도로전이된상태를들뜬상태라고한다. 들뜬상태에있는전자가다시바닥상태로전이되면빛이 _ 오비탈은무엇일까? 오비탈이무엇인지말할수있다.

원자핵 자상하고친절한것이나의본모양이야! 난폭하고추한것이나의참모습이지! 폭포물이떨어지면서소리를내듯이전자가안쪽으로이동하면서빛을낸다. 는 ( 은 ) 계단과계단사이에공을놓을수없는것에비유할수있다. 는 ( 은 ) 공이계단아래로떨어질때소리가나는것에비유할수있다. 영수는일요일에기르는강아지가움직이는모습을관찰하면서, 강아지가머무는곳을그림에점으로찍어서나타내었다.

전자의상태를확률적으로나타낸것이오비탈이다. íúì ã ßíìÄ 보어의원자모형을행성의궤도에비유하여설명하여라. 불꽃반응을보어의원자모형으로설명하여라. 나트륨등의스펙트럼은태양빛의스펙트럼과어떻게다른가? 강아지가어디에있을확률이가장높을까?

전자가낮은에너지준위에서높은에너지준위로전이할때에는두에너지준위의차에해당하는만큼의빛 ( 에너지 ) 을흡수하며, 높은에너지준위에서낮은에너지준위로전이할때에는두에너지준위의차에해당하는만큼의빛 ( 에너지 ) 을방출한다. 쿵 확인하기정답 _ 원자핵은태양에비유될수있고원자핵주위에서운동하는전자는행성에비유할수있다.

9 보어는전자가특정한에너지를갖는궤도에서만원운동을하고, 전자가한궤도에서다른궤도로이동할때빛을흡수하거나방출한다고생각하였다. 전자가원자핵에서가장가까운궤도에있는상태를바닥상태라고하고, 전자가빛을흡수하여에너지가높은궤도로전이된상태를들뜬상태라고한다. 들뜬상태에있는전자가다시바닥상태로전이되면빛이 _ 오비탈은무엇일까? 오비탈이무엇인지말할수있다. _ 전자를오비탈로나타내는이유를설명할수있다. 방출된다. 보어 (N. Bohr, 885~96) 덴마크의물리학자 íîáõä 보어모형과계단 보어의원자모형을계단에비유한것이다. 빈칸에적당한말을채워보자. ÉìÄìâóÄ 지킬박사와하이드 라는소설에서지킬박사는밤마다묘약을마시고하이드로변하여흉악한범죄를저지른다. 낮에는지킬박사가있고밤에는하이드가있다. 누가참모습일까? 원자핵 자상하고친절한것이나의본모양이야! 난폭하고추한것이나의참모습이지! 폭포물이떨어지면서소리를내듯이전자가안쪽으로이동하면서빛을낸다. 는 ( 은 ) 계단과계단사이에공을놓을수없는것에비유할수있다. 는 ( 은 ) 공이계단아래로떨어질때소리가나는것에비유할수있다. 영수는일요일에기르는강아지가움직이는모습을관찰하면서, 강아지가머무는곳을그림에점으로찍어서나타내었다. 다음날학교에간영수가집에있는강아지의현재위치를어떻게짐작할수있을까? 행성의궤도는예측할수있지만. 보어의원자모형은수소원자의선스펙트럼을설명할수있었지만, 전자가 개이상인다른원자에는적용할수없었다. 또, 전자는입자성과파동성을동시에갖는다는사실이발견되면서전자의운동을궤도로나타낼수없게되었다. 현대화학에서는원자를구성하는전자의분포를확률적으로나타낸다. 전자의상태를확률적으로나타낸것이오비탈이다. íúì ã ßíìÄ 보어의원자모형을행성의궤도에비유하여설명하여라. 불꽃반응을보어의원자모형으로설명하여라. 나트륨등의스펙트럼은태양빛의스펙트럼과어떻게다른가? 강아지가어디에있을확률이가장높을까? 0 05 해보기해설 < 보어의원자모형 > ( 한에너지준위와이웃한다른에너지준위사이에서전자를발견할수없는것 ) 은계단과계단사이에공을놓을수없는것에비유할수있다. 전자는특정한에너지준위의원형궤도에서만원운동을한다. ( 전자가전이할때방출하는불꽃반응 ) 은공이계단아래로떨어질때소리가나는것에비유할수있다. 전자가낮은에너지준위에서높은에너지준위로전이할때에는두에너지준위의차에해당하는만큼의빛 ( 에너지 ) 을흡수하며, 높은에너지준위에서낮은에너지준위로전이할때에는두에너지준위의차에해당하는만큼의빛 ( 에너지 ) 을방출한다. 쿵 확인하기정답 _ 원자핵은태양에비유될수있고원자핵주위에서운동하는전자는행성에비유할수있다. _ 불꽃반응은원자내의전자가에너지를흡수하여에너지준위가높은상태 ( 들뜬상태 ) 로전이되었다가, 다시에너지준위가낮은상태 ( 바닥상태 ) 로전이하면서고유한파장의빛을방출하는것이다. _ 나트륨은선스펙트럼이지만, 태양은연속스펙트럼이다. / 다 / 가 / 서 / 기 / 지킬박사와하이드는동일인물이다. 그러나동시에두사람을볼수는없다. 낮에지킬박사를만난사람들은그가자상하고친절하다고생각할것이고, 밤에하이드를만난사람들은그가난폭하고추한사람이라고생각한다. 전자는입자성과파동성을동시에가지고있다. 그러나전자의두가지측면을동시에관찰할수는없기때문에전자의속도와위치를동시에정확하게측정할수없다. 전자의위치 보어의모형과계단 빛 를나타낼때에는전자가존재할확률이큰곳에점을찍어서나타낸다. 강아지는점이가장많이찍힌현관에있을확률이가장높다. Ⅱ. 물질의구조 9. 원자구조

탐구 전자는어디에서발견될확률이클까? 토의, 자료해석. 아령과비슷한모형의오비탈중에서가장작은것은 p 오비탈 전자는어느순간에어느위치에존재하는지는알수없고, 어느위치에서존재할확률만을결정할수있다. 전자가원자핵주변에분포하고있는모습은전자가발견될확률분포인오비탈또는궤도함수를이용해서나타낸다. p 오비탈은아령과비슷하게생겼네! 이다.

전자가원자핵주변에고르게분포하고있는것은아니에요. s 오비탈단면 점이빽빽하게찍힌곳은어느곳인가? 전자가발견될확률이가장큰곳은어느곳인가?. 공모양의오비탈에는 s 오비탈이외에 s, s, s 오비탈등도있다. 이중에 s 오비탈은다음그림과같다.. s 오비탈과 p 오비탈의차이점을말해보자. 오비탈은원자핵주변에서전자가분포하고있는모양을나타낸다.

10 탐구 전자는어디에서발견될확률이클까? 토의, 자료해석. 아령과비슷한모형의오비탈중에서가장작은것은 p 오비탈 전자는어느순간에어느위치에존재하는지는알수없고, 어느위치에서존재할확률만을결정할수있다. 전자가원자핵주변에분포하고있는모습은전자가발견될확률분포인오비탈또는궤도함수를이용해서나타낸다. p 오비탈은아령과비슷하게생겼네! 이다. p 오비탈은삼차원공간에서서로직각을이루고있는세축방향으로향하고있다. 구형의오비탈속에서전자가발견될확률은 90% 이상이다. 전자분포에대하여알아보자.. 공모양의오비탈중에가장작은것을 s 오비탈이라고한다. 전자가원자핵으로부터일정 거리에서발견될확률은방향에관계없이모두같은가?. s 오비탈에표시된점은무엇을의미하는가? p 오비탈 오비탈에표시된점은전자일까? 전자가원자핵주변에고르게분포하고있는것은아니에요. s 오비탈단면 점이빽빽하게찍힌곳은어느곳인가? 전자가발견될확률이가장큰곳은어느곳인가?. 공모양의오비탈에는 s 오비탈이외에 s, s, s 오비탈등도있다. 이중에 s 오비탈은다음그림과같다.. s 오비탈과 p 오비탈의차이점을말해보자. 오비탈은원자핵주변에서전자가분포하고있는모양을나타낸다. 전자는그분포모양에따라서로다른에너지를가지며, 한오비탈에들어갈수있는전자의수도정해져있다. 원소에들어있는오비탈은원소의화학적특성을결정한다. 서로다른두원소가전자를공유하여만들어지는화학결합은원소의오비탈을이용하여이해할수있다. 원소들의화학결합에의하여만들어지는분자의모양도원소의오비탈과밀접한관련이있다. s 오비탈단면 점이빽빽하게찍힌곳은어느곳인가? 전자는핵주위에구름처럼퍼져있는가? 공의내부에전자가발견될수없는곳을표시해보자. 원자내부의전자는어디에있는가? 전자가가장많이발견되는곳은어느곳인가? íúì ã ßíìÄ 탐구 ` 해설 _ ` 점이가장빽빽하게찍힌곳은원자핵부근이다. `점이가장빽빽하게찍힌원자핵근처이다. 원자핵에서멀어질수록전자가발견될확률도작아진다. _ `원자핵근처와핵으로부터일정한거리에있는껍질이다. 구형인 s오비탈에서전자를발견할확률은핵으로부터전자의거리에달려있고, 방향과는무관한다. `점이빽빽하게찍힌두지점사이의공간에전자가발견되지않는곳 (node) 이있다. 확률함수 전자가거의 발견되지않는곳 s` 오비탈 핵으로부터의거리 `점이빽빽하게찍힌곳에서전자가발견될확률이높다. _ `p오비탈은아령모양으로,, 축의세방향으로각각 개씩의오비탈이있으며, 원자핵의양쪽에전자가밀집되어 s` 오비탈의단면 있고원자핵근처에서는전자가발견될확률이없다. _ 오비탈에서점은전자를나타내는것이아니다. 전자의위치 에대하여확률적으로만예상할수있으므로발견될확률이 큰곳은점을빽빽하게찍고, 발견될확률이작은곳은점을 듬성듬성찍는다. _ s 오비탈 p 오비탈 공모양주로원자핵근처에분포한다. 방향성이없다. 아령모양원자핵의양쪽에대칭으로분포하며, 원자핵근처에서는발견될확률이없다.,, 축방향으로각각 개씩있다. 확인하기정답 _ 전자오비탈을구름처럼그린것은, 전자가원자핵주위에구름처럼분포하기때문이아니라, 전자가발견될확률을점을찍어나타낸것이다. _ 원자내부에존재하는전자는오비탈로나타낸다. 즉, 정확한위치를정할수없으므로전자가발견될확률분포로나타낸다. Ⅱ. 물질의구조 0. 원자구조

5 _ ÉìÄìâóÄ 전자들은어떻게배치되어있을까? 보어의원자모형에따른전자배치를할수있다. _ 오비탈에따른에너지준위의변화와전자배치의규칙을설명할수있다. _ 오비탈모형을사용하여전자배치를할수있다. 홍수로강물이불어나면낮은곳에서부터차례로침수가된다. 탐구 전자껍질원자핵주위에분포하는전자오비탈들을양파껍질처럼전자껍질로구분할수있다. 수소원자의에너지준위를어떻게구할까?

p pω s s 원자핵에서가까운곳에분포하는오비탈과먼곳에분포하는오비탈중에서어느것에전자가먼저채워질까? p h=6.65_0 J s 플랑크상수로, 전자가전이할때방출되거나흡수되는빛에너지는 hm의정수배이다. m는빛의진동수이다. n=일때의에너지준위는얼마인가? n= 일때의에너지준위는얼마인가?. 다음과같은전자의전이를그림으로표시하고에너지출입을비교해보자.

. 0개의전자를가진원자가수소와같은에너지준위를가질경우에, 전자배치를완성하기위하여필요한정보는무엇인가? 08 09 / 다 / 가 / 서 / 기 / 원자핵에서가까운오비탈일수록에너지준위가낮다. 홍수가날때강물이낮은곳부터침수시키고차츰높은곳을침수시키는것처럼, 전자가채워질때에도에너지준위가낮은곳부터높은곳으로채워나간다. 따라서, 전자는원자핵에서가까운오비탈을먼저채운다.

11 5 _ ÉìÄìâóÄ 전자들은어떻게배치되어있을까? 보어의원자모형에따른전자배치를할수있다. _ 오비탈에따른에너지준위의변화와전자배치의규칙을설명할수있다. _ 오비탈모형을사용하여전자배치를할수있다. 홍수로강물이불어나면낮은곳에서부터차례로침수가된다. 탐구 전자껍질원자핵주위에분포하는전자오비탈들을양파껍질처럼전자껍질로구분할수있다. 수소원자의에너지준위를어떻게구할까? 토의, 자료해석원자오비탈의에너지준위를계산해보자.. 수소원자의에너지준위는 E«=- kj/mol이다. 여기서 n은, n,,,` 등의정수이고, n이작은오비탈에있는전자일수록에너지가낮고원자핵에가까이분포한다. 원자핵 + n= n= n= n= 에너지증가 n= n= n= n= 양전하를가지고있는원자핵주변에분포하고있는음전하를가진전자는원자핵에가까이있을수록에너지가낮아진다. p pω s s 원자핵에서가까운곳에분포하는오비탈과먼곳에분포하는오비탈중에서어느것에전자가먼저채워질까? p h=6.65_0 J s 플랑크상수로, 전자가전이할때방출되거나흡수되는빛에너지는 hm의정수배이다. m는빛의진동수이다. n=일때의에너지준위는얼마인가? n= 일때의에너지준위는얼마인가?. 다음과같은전자의전이를그림으로표시하고에너지출입을비교해보자. n= 인전자껍질에서 n= 인전자껍질로전이할때 n=인전자껍질에서 n=인전자껍질로전이할때 hc. 전자가전이할때 DE=hm= 의에너지를가진빛이방출된다. k 전자전이 (n) 5 빛의파장 (nm) 빛의영역 가시광선 n= 에서 n= 로전이할때방출되는빛의파장은얼마인가?. n값과에너지준위의관계를말해보자.. 이웃한전자껍질가운데에너지차이가가장큰경우는어느것인가?. 0개의전자를가진원자가수소와같은에너지준위를가질경우에, 전자배치를완성하기위하여필요한정보는무엇인가? / 다 / 가 / 서 / 기 / 원자핵에서가까운오비탈일수록에너지준위가낮다. 홍수가날때강물이낮은곳부터침수시키고차츰높은곳을침수시키는것처럼, 전자가채워질때에도에너지준위가낮은곳부터높은곳으로채워나간다. 따라서, 전자는원자핵에서가까운오비탈을먼저채운다. 탐구 해설 _ `n= 일때, E =- kj/mol=-kj/mol `n= 일때, E =- kj/mol=-8kj/mol `n= 일때, E =- kj/mol=0kj/mol 바깥껍질로갈수록에너지준위사이의간격이좁아진다. _ `n= n=:(e -E )=98kJ/mol ( 에너지흡수 ) `n= 방출 ) n=:(e -E )=-66.kJ/mol ( 에너지 _ `n= n=:(e -E )=-6kJ/mol ( 에너지방출 ) `k` =`(6.65_0 J s)_(_0 m/s) (.66_0fl 6.0_0 J 개 ) =`0.6_0 m`=`0.6nm _ 전자가 개인수소원자에서에너지준위는 n값에의하여결정된다. n값은주양자수라고하며전자가어느전자껍질에속해있는지를알려준다. 수소원자에서오비탈의에너지준위는 s<s=p<s=p=d<s=p=d=f 순서이다. _ n=인껍질과 n=인껍질의에너지준위차이가가장크다. n값이증가할수록에너지준위사이의간격이좁아진다. _ 전자가 0개있다면당연히 n=인전자껍질부터채워나가야한다. 이를위하여우선각껍질에서수용할수있는최대전자수를알아야한다. 보어는바닥상태에서모든전자가 n=인전자껍질에놓인다고생각하였다. 그러나각각의전자껍질에수용할수있는전자수는제한되어있기때문에 0개의전자가모두 n=인전자껍질에채워지는것은불가능하다. 발머계열 n=,, 5, 에있는전자가 n=인전자껍질로전이할때방출되는스펙트럼계열로, 주로가시광선영역의빛이방출된다. Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

12 탐구 보어의모형에따른전자배치 토의, 예상, 추리 고성능분광기로원자의선스펙트럼을관찰해보면, 개의선으로생각되었던것이 개이상의선으로이루어져있 수소원자의에너지준위에서 n 값을주양자수라고부른다. 원자의오비탈 음을알수있다. 이것은전자껍질속의전자들이 개 은주양자수에따라 K(n=), L(n=), M(n=), N(n=) 껍질이라 이상의서로다른에너지상태로나누어진다는것을 고부른다. 원자의전자배치에대하여알아보자. 의미한다. 하나의전자껍질속에들어있는에너지가 준비 조금씩다른부껍질은 s, p, d, f, 등의 사인펜, 카드, OHP 기호로나타낸다. 주양자수가 n 인전자껍질 전자배치의규칙. 에너지가낮은안쪽에서에너지가높은바깥껍질로채워나간다.. 껍질마다들어갈수있는최대전자수는제한되어있다.. 모둠별로전자배치의규칙을익히자. 주양자수 (n) 전자껍질 K 최대전자수 (n ) L 8 M 8 N 고성능분광기로분석한선스펙트럼 에들어있는부껍질은 0,,,, (n-) 의값을갖는방위양자수 (l) 로구별한다. íîáõä 방위양자수란무엇일까? 전자껍질에포함된방위양자수에대하여알아보자. 핵에서멀어지면최대전자수는어떻게되는가?. 모둠별로원자번호 번인수소의전자가차지하는전자껍질과그전자껍질에들어가는전자의수를카드에적고, 그만 하고말하면카드를머리위로들자. 전자껍질 K L M N 주양자수 (n) 방위양자수 (l) 와오비탈 0(s) 0(s), (p), (d), (f) L 껍질과 M 껍질의방위양자수와오비탈을적어보자. 수소원자에서방위양자수가달라지면에너지준위가달라질까? s 오비탈은원자핵을중심으로구형이므로, 원자핵으로부터같은거리 에서전자가발견될확률은방향에관계없이같아진다. 그러나 p 오비탈 은아령모양을하고있으므로방향에따라전자가발견될확률이달라진 다. 오비탈의방향에따라 pæ, pú, pω로. OHP로보여주는정답과맞추어보자. 표시하는 개의 p 오비탈은에너지가. 원자번호 ~0번까지의원소에대하여 ~을반복하자. 같다. M전자껍질에는 s 오비탈은 개, p. 가장많이틀린것은몇번원자인가? 그이유에대하여토의해보자. 오비탈은 개가있으며, d 오비탈은 5. 안쪽껍질을완전히채우지않고바깥껍질을채운원자는어느것인가? pæ p 오비탈의공간배치 pú pω 개가있다. 5개의 d 오비탈도서로에너지가같다. 0 탐구 해설 _ 각전자껍질에채워질수있는최대전자수는 n 으로 n이 커질수록최대전자수가많아진다. 이것은바깥쪽으로갈수록 전자껍질에포함되어있는오비탈수가증가하기때문이다. 주양자수 (n) 오비탈수 (n ) 9 6 _ 전자껍질을사용한원자의전자배치 (~0번) 원소기호 바닥상태의전자배치 원소기호 바닥상태의전자배치 H K() Na K()L(8)M() He K() Mg K()L(8)M() Li K()L() Al K()L(8)M() Be K()L() Si K()L(8)M() B K()L() P K()L(8)M(5) C K()L() S K()L(8)M(6) N K()L(5) Cl K()L(8)M(7) O K()L(6) Ar K()L(8)M(8) F K()L(7) K K()L(8)M(8)N() Ne K()L(8) Ca K()L(8)M(8)N() _ 최대전자수를고려하지않고채운경우 원자번호를몰라서적지못한경우 원자번호만큼전자가있다는사실을이해하지못한경우 _ K과 Ca은대부분틀렸을것이다. 이탐구에서는오비탈을고려하지않고주양자수만을고려하여전자배치를하였기때문에틀린부분이생겼다는것을학생들에게알려준다. 즉, 에너지준위가주양자수에의하여결정되는경우는수소원자와같은 전자계이다. 전자가 개이상인다전자계에서는오비탈의종류에따라서도에너지준위가달라질수있음을암시한다. 해보기해설 ` 주양자수 (n) 방위양자수 (l) 오비탈 0 s 0, s, p 0,, s, p, d 0,,, s, p, d, f `달라지지않는다. Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

13 탐구 전자배치를오비탈로나타내기 토의, 추리 파울리 (W. Pauli, 900~958) 미국의물리학자. 다음은오비탈의전자배치에사용되는파울리의배타원리와훈트의규칙이다. 전자가들어가는오비탈은고유한기호로나타낼수있으며, 오비탈에따라서에너지준위가달라진다. 오비탈에따라전자를배치해보고그규칙을알아보자. s 오비탈의에너지준위는 d 오비탈의에너지준위보다더낮다. 파울리의배타원리 : 한오비탈에는최대한 개의전자가들어갈수있다. 훈트의규칙 : 에너지준위가같은오비탈이 개이상이면, 전자들은서로다른오비탈을차지하려고한다. N의전자배치 :s, s, pæ, pú, pω. 오비탈에서의전자배치는다음그림과같은책꽂이에비유할수있다. pæ, pú, pω 오비탈의에너지준위는같은가, 아니면다른가? 큰책장의칸은주양자수에해당하며, 큰책장의칸에들어있는작은책장은방위양자수에해당한다.. 의규칙에따라모둠별로다음과같이전자배치놀이를하자. () 모둠별로원자번호가 인수소의전자배치를카드에적고 그만 하고말하면카드를머리위로든다. d p () OHP로보여주는정답과비교해보자. () 원자번호 ~0까지의원소로전자배치놀이를반복해보자. s. 어느원소의전자배치가가장많이틀렸는가? 틀린이유에대하여이야 기해보자. p. 규소의원자번호는 이다. 바닥상태에있는규소에서전자가들어있는오비탈은모두몇개인가? 또, 쌍을이루지않은전자의수는몇개인가?. 전자가채워지는오비탈처럼고유한기호로나타낼수있는예를생활주 s 변에서찾아보자. 원자가가지고있는전자들중에서가장바깥전자껍질에들어있는전 자를원자가전자라고한다. 원자가전자는그원자의화학적성질을결정한 다. 예를들면, 원자번호가 인리튬과 인나트륨은원자가전자가모 s 두 개이므로매우강한금속성을나타낸다. 또, 한오비탈에서쌍을이루 지않은전자를홀전자라고한다. 홀전자를가진원자들은다른원자와쉽 에너지준위가높아질수록오비탈의수는어떻게변하는가? 게반응한다. 에너지준위가낮은것부터차례대로적어보자.. L, M 껍질에포함된오비탈을모두적어보자. íúì ã ßíìÄ 전자껍질 K L M 오비탈 s 원자번호 에서 0까지의원소중에서원자가전자수가같은원소들을서로짝지어라. 오비탈을이용하여 K± 과 Cl 의전자배치를나타내어라. 오비탈앞에적힌숫자는무엇을의미하는가? 탐구 해설 _ ` 에너지준위가높아질수록오비탈수는많아진다. _ ` 오비탈의에너지준위 :s<s<p<s<p<s<d ` 오비탈앞에적힌숫자는주양자수를나타낸다. _ 같다. _ 원소기호 H He Li Be B C N O F Ne 전자껍질오비탈 s() s() 바닥상태의전자배치 s()s() s()s() s()s()p() s()s()p() s()s()p() s()s()p() s()s()p(5) s()s()p(6) K s 원소기호 L s, p 바닥상태의전자배치 M s, p, d Na s()s()p(6)s() Mg s()s()p(6)s() Al s()s()p(6)s()p() Si s()s()p(6)s()p() P s()s()p(6)s()p() S s()s()p(6)s()p() Cl s()s()p(6)s()p(5) Ar s()s()p(6)s()p(6) K s()s()p(6)s()p(6)s() Ca s()s()p(6)s()p(6)s() _ K, Ca의전자배치를설명한다. _ s()s()p ()p ()pω()s()p ()p () 의전자배치를하므로전자가들어있는오비탈은모두 8개이다. 이중쌍을이루지않은전자는 p ()p () 의 개이다. _ 우편번호, 자동차번호등이있다. 파울리의배타원리 모든전자는고유한양자수를갖는다. 전자의양자수는 개의숫자의조합으로나타낼수있다. s오비탈에포함된 개전자의양자수의조합은 (, 0, 0, +;!;) 과 (, 0, 0, -;!;) 로서로다르다. 양자수에서가장앞의숫자 은주양자수, 두번째숫자는부양자수, 세번째숫자는궤도자기양자수, 마지막의숫자는스핀자기양자수이다. 확인하기정답 _ 교과서해설참조 _ 두이온의전자배치는같다. Ⅱ. 물질의구조. 원자구조

<5BB0EDB3ADB5B55D32303131B3E2B4EBBAF12DB0ED312D312DC1DFB0A32DC0B6C7D5B0FAC7D02D28312E28322920BAF2B9F0B0FA20BFF8C0DAC0C720C7FCBCBA2D3031292D3135B9AEC7D72E687770>

<5BB0EDB3ADB5B55D32303131B3E2B4EBBAF12DB0ED312D312DC1DFB0A32DC0B6C7D5B0FAC7D02D28312E28322920BAF2B9F0B0FA20BFF8C0DAC0C720C7FCBCBA2D3031292D3135B9AEC7D72E687770> 고1 융합 과학 2011년도 1학기 중간고사 대비 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 1 빅뱅 우주론에서 수소와 헬륨 의 형성에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은? 4 서술형 다음 그림은 수소와 헬륨의 동위 원 소의 을 모형으로 나타낸 것이. 우주에서 생성된 수소와 헬륨 의 질량비 는 약 3:1 이. (+)전하를 띠는 양성자와 전기적 중성인 중성자