원자 계산기

계산 입력

원자 번호 (Z)

질량수 (A)

전하량

결과

양성자

6

양전하를 띤 입자

중성자	6
전자	6

원자 계산기란?

원자 계산기는 모든 원자나 이온에 대해 세 가지 아원자 입자의 개수, 즉 양성자, 중성자, 전자의 수를 구해 줍니다. 필요한 정보는 원소의 원자 번호(\(Z\)), 질량수(\(A\)), 그리고 이온의 경우 전하량뿐입니다. 원자 구조와 동위원소를 배우는 화학·물리 학습자에게 유용한 도구입니다.

사용 방법

먼저 원자 번호(\(Z\))를 입력하세요. 원자 번호는 원소를 고유하게 구분하는 값이며, 주기율표에서의 위치와 같습니다. 다음으로 질량수(\(A\))를 입력합니다. 질량수는 해당 동위원소의 양성자 수와 중성자 수를 더한 값입니다. 마지막으로 전하량을 입력하세요. 중성 원자는 0, 양이온은 양수(예: +2), 음이온은 음수(예: -1)를 사용합니다. 계산 버튼을 누르면 입자 개수가 즉시 표시됩니다.

공식 풀이

원자의 구성은 다음 세 가지 간단한 관계로 정리됩니다.

$$\text{Protons}=Z,\quad \text{Electrons}=Z-\text{Charge},\quad \text{Neutrons}=A-Z$$

양성자 수 = \(Z\). 원자 번호는 언제나 원자핵 속 양성자의 수와 같습니다.

전자 수 = \(Z-\text{전하량}\). 중성 원자는 양성자와 전자의 수가 같습니다. 전자를 잃으면 양전하를 띠게 되므로, 전하량 값을 빼 줍니다.

중성자 수 = \(A-Z\). 질량수는 양성자와 중성자를 함께 센 값이므로, 양성자 수를 빼면 중성자 수가 남습니다.

원소 기호에서 원자 번호 Z, 질량수 A, 전하의 위치.

원자: 핵 속의 양성자(p+)와 중성자(n), 궤도를 도는 전자(e-).

계산 예시

산화 이온 O²⁻를 살펴봅시다. 산소는 \(Z = 8\)이고, 흔한 동위원소의 질량수는 \(A = 16\)이며, 전하량은 −2입니다. 양성자 수 = 8, 전자 수 = \(8 - (-2) = 10\), 중성자 수 = \(16 - 8 = 8\). 따라서 이 이온은 양성자 8개, 전자 10개, 중성자 8개를 가집니다.

더 많은 풀이 예제

각 예제는 같은 세 가지 관계식을 사용합니다: 양성자 = Z, 중성자 = A − Z, 그리고 전자 = Z − 전하 (여기서 전하는 이온의 전체 부호와 크기입니다).

1. 중성 탄소-12 (Z = 6, A = 12, 전하 = 0).

   양성자 = Z = 6.
   중성자 = A − Z = 12 − 6 = 6.
   전자 = Z − 전하 = 6 − 0 = 6.

   따라서 탄소-12는 6개의 양성자, 6개의 중성자, 그리고 6개의 전자를 가집니다.

2. 마그네슘 이온 Mg²⁺ (Z = 12, A = 24, 전하 = +2).

   양성자 = Z = 12.
   중성자 = A − Z = 24 − 12 = 12.
   전자 = Z − 전하 = 12 − 2 = 10.

   이 양이온은 두 개의 전자를 잃었으므로 10개의 전자를 가지지만 여전히 12개의 양성자를 가집니다.

3. 탄소-14 동위원소 (Z = 6, A = 14, 전하 = 0).

   양성자 = Z = 6.
   중성자 = A − Z = 14 − 6 = 8.
   전자 = Z − 전하 = 6 − 0 = 6.

   탄소-14는 탄소-12와 같은 6개의 양성자를 가지지만 8개의 중성자를 가집니다 — 추가 중성자로 인해 같은 원소의 더 무거운 방사능 동위원소가 됩니다.

핵심 용어 설명

원자 번호 (Z)

원자 핵의 양성자 개수입니다. 원소를 유일하게 식별하며 중성 원자의 전자 개수와 같습니다.

질량 수 (A)

특정 동위원소 핵의 양성자와 중성자의 총 개수입니다. 항상 정수입니다 (평균 원자 질량과 달리).

전하

입자의 순 전기 전하입니다. 중성 원자의 경우 0, 전자가 손실되었을 때는 양수, 전자가 획득되었을 때는 음수입니다.

양성자

핵에서 발견되는 양으로 대전된 아원자 입자입니다. 그 개수는 원자 번호 Z와 같습니다.

중성자

핵의 전기적으로 중성인 아원자 입자입니다. 그 개수는 A − Z에서 찾아집니다.

전자

핵 주위를 둘러싼 음으로 대전된 아원자 입자입니다. 중성 원자에서 전자의 개수는 양성자의 개수와 같습니다.

동위원소

같은 원소 (같은 Z)의 원자로서 중성자 개수가 다르며, 따라서 질량 수 A가 다릅니다 — 예를 들어 탄소-12와 탄소-14입니다.

이온

하나 이상의 전자를 얻거나 잃어서 순 전기 전하를 띠는 원자나 분자입니다.

양이온

원자가 전자를 잃어서 형성된 양으로 대전된 이온이므로 양성자보다 전자가 적습니다 (예: Na⁺, Mg²⁺).

음이온

원자가 전자를 얻어서 형성된 음으로 대전된 이온이므로 양성자보다 전자가 많습니다 (예: Cl⁻, O²⁻).

자주 묻는 질문

전하량이 0이면 어떻게 되나요? 그러면 전자 수가 양성자 수(\(Z\))와 같아집니다. 중성 원자가 바로 이 경우입니다.

같은 원소인데 중성자 수가 다를 수 있나요? 네. 한 원소의 여러 동위원소는 \(Z\)는 같지만 질량수 \(A\)가 달라서 중성자 수가 서로 다릅니다.

전하량이 양수일 수도 있나요? 네. 양전하는 전자를 잃었다는 뜻입니다. 따라서 전자 수 = \(Z-\text{전하량}\)으로 계산하면 전자가 양성자보다 적게 나옵니다.