원자의 성질

● 원자 자연에 존재하는 모든 물질은 92종류의 원소로 구성되어 있다. 이들 물질 중에서 금속이 다른 원소들과 구분되어 금속적 성질을 나타내는 원인은 다음과 같다. 금속은 모두 결정이다. 즉, 금속은 구성원자에 모두 규칙적인 배열을 한다. 이들 결정을 구성하는 원자끼리의 결합이 금속특유의 결합방식을 한다. 금속의 모든 성질은 이를 구성하고 있는 원자의 종류에 의해 정해지지만 이외에 같은 금속원자라도 원자의 배열상태에 따라 성질이 현저히 변한다. 또한 금속의 강도는 원자의 규칙적인 배열상태에서 벗어남에 따라 현저히 좌우된다. 따라서 원자적인 관점에서 금속재료의 성질을 살펴보며 새로운 금속재료를 개발하기 위해서는 원자적인 사고가 필요하다. ● 원자의 구조 원자의 구조로는 전기를 띤 원자핵을 중심으로 그 주위에 그 원자번호에 상당하는 수 만큼의 전기를 띤 전자가 규칙적으로 돌고있어 원자전체로서는 전기적으로 중성상태이다. 원자의 크기는 10-8cm(Å)단위, 즉 약 1억분의 1～3m 정도로 극히 작다. 또한, 원자의 중심에 있는 원자핵의 최소단위는 수소원자의 원자핵으로 이것을 양자(proton)이라 하며 그 크기는 원자크기에 비해 훨씬 작아 10-13cm정도이며 원자직경의 1/10만 정도이다. 양자는 전기의 최소단위 e(1.602×10-19쿠롱)의 전기를 갖고 있다. 원자의 원자핵중에는 양자외에 양자와 거의 같은 크기와 질량(양자보다 약간 무겁다)을 가지며 전기적으로는 중성입자, 즉, 중성자(newtron)가 동시에 존재하고 원자핵은 그 원소의 원자번호에 상당하는 수의 양자와 몇개의 중성자로 구성되어 있다. 원자핵의 주위에는 e의 전기를 갖는 전자가 원자번호의 수만큼 각각의 에너지준위에 따라 돌며 원자전체로서는 전기적으로 중성을 나타낸다. 또한 전자의 크기는 양자크기의 약 1/20 이하의 10-15cm정도라고 한다.