네네 맞습니다!! 평균원자량을 기준으로 12로 잡은것이 아니라 동위원소 12C를 12로 기준잡는게 맞아요!! 영상에서 말했던 것이 약간 헷갈리게 이해될 수도 있을 것 같은데, 탄소로 기준 물질을 바꿔버리면 물리학계에서 정한 것처럼 특정 동위원소인 12C를 12로 기준 잡는다고 해도 화학계에서 사용하는 평균 원자량과 오차가 크지 않으니, 그럼 기준은 물리학계처럼 동위원소 12C로 하되 평균원자량을 사용할 때는 따로 계산해서 사용합시다가 된거라고 하네요 ㅎㅎ 이렇게 차이가 나게 된 이유는 동위원소를 발견한 것이 최초의 원자량 기준(산소)을 잡았을 때보다 더 나중이었기 때문이라고 합니다!! (저도 영상 제작을 위해서 자료 조사를 하다가 궁금해서 찾아본 내용이에요!! 혹시나 잘못된 것이 있으면 말씀주세요!!)
@@user-on8ye8xh5h 지식백과에 있는 내용을 살펴보았습니다!! 지식백과에 주어진 염소를 사용하여, 두 개의 예시를 비교해보겠습니다.(Cl은 질량수 35, 37짜리의 두 동위 원소가 대략 3:1 비율로 존재합니다!) (1) 질량수 35짜리 Cl의 원자량 (2) Cl(염소)의 원자량 1번의 경우는 질량수 35짜리 염소 "동위 원소"의 원자량을 물었고, 2번의 경우는 염소라는 "원소"의 원자량을 물었습니다. 먼저 1번의 경우는 두 종류의 염소 동위 원소 중에서 35짜리로 특정 지었으니 원자량을 평균내거나 다른 작업을 할 필요가 없이 하나의 값으로 특정 지어(대략 35) 대답할 수 있을 겁니다. 하지만 2번의 경우는 염소는 염소인데 어떤 동위 원소인지 주어지지 않았으니 특정할 수가 없죠. 그러니 이런 경우에는 일반적으로 자연계에 존재하는 염소의 동위 원소 비율을 고려하여 계산하는 "평균 원자량"을 계산해서 답해줘야 합니다. 즉, 질문에서는 염소라는 "원소"의 "원자량"을 물어봤지만, 우리는 "평균 원자량"을 답할 수 밖에 없다는 거죠. 즉, 질문 주신 백과사전 영상의 문장처럼 실제로 어떤 "원소"의 "원자량"은 그 원소가 가지는 모든 동위 원소의 존재비를 고려하여 계산된 "평균 질량"이 되는 것이 맞습니다. 고등학교 화학 문제에서도 문제마다 원소의 원자량을 평균값으로 직접 주어주는 것도 이와 같은 이유입니다.('단, 수소의 원자량은 1이다.' 뭐 이런 거요!) 하지만 그렇다고 질량수 12C를 원자량 12로 기준 잡았다는 사실은 변하지 않았죠. 제가 "평균 원자량"이 곧 실전에서 사용되는 "원자량"이라고 설명하지 않은 것은, 고등학교 교육 과정에서 이 두 개념을 나누어 "원자량"을 먼저 학습한 이후 "평균 원자량"을 학습하고 있기에 그 기준에 맞춘 것입니다. 두 개념을 나누어 배우는 이유는 교과 과정에서 "원자량"이라는 개념을 "원소"의 개념으로 접근하기 보다는, "원자"라는 알맹이들의 상대적인 질량이라는 근본적인 내용으로 접근하기 때문인 것 같습니다. 하지만 사실, 실제로 우리가 문제를 풀어내거나 실험에서 이론값을 계산할 때 원자량을 대입해야 한다고 가정해보면, 특정 동위원소만 뽑아서 실험에 사용하는 게 아닌 이상 당연히 우리는 자연계에 있는 다양한 동위 원소들을 골라내지 않고 골고루 사용할 테니, 계산할 때도 동위원소를 항상 고려해 주어야겠지요. 그러니 우리가 사용하는 실질적인 "원자량"은 당연히 평균값을 사용해야 하는 것이 어찌보면 당연하다고 볼 수 있겠습니다. 이 답변으로 궁금증이 해결되시면 좋겠지만, 다른 질문이 있으시다면 언제든지 답글 달아주세요!! /// 고등학교 교육 과정 화학1 교과서에 나오는 원자량의 정의 : 질량수가 12인 탄소(12C)의 원자량을 12.00으로 정하고, 이것과 비교한 원자들의 상대적인 질량값을 원자량이라고 한다.(원자들의 상대적인 질량)
선생님 궁금한게 있는데요 사정으로 인해 공부를 2년정도만에 다시 시작해서 교육과정에 변화가 일어났는데 예전에는 원자량의 기준이 변화하면 어떤 단위가 변하느냐(ex 12c 기준에서 16O 기준으로) (부피 질량 밀도 등) 이 있었는데 지금은 안가르치시더라고요 교육과정의 변화로 인해 안가르치는건가요?
우선 다시 공부 시작하신거 응원합니다!!!! 문의주신 부분은 아보가드로수에 대한 정의가 재정의되면서 원자량의 기준에 얽매이지 않는 상수값으로 고정이 되었어요.(제 영상 중 "몰"영상에서 언급해 두었습니다!!) 그에 따라 "아보가드로수"개로 정의되는 1몰의 정의도 변동되지않는 상수값이 되어버렸구요. 이에 따라 해당되는 문제가 출제되기는 어려운 상황이라고 판단하여 많은 학생들이 공통적으로 보는 영상인 이 영상에는 포함하지 않았습니다. 실제로 최근(2020~) 고3 모의고사에서 확인해봤을때 해당 문제가 출제되지 않았기도 했구요! 하지만, 사실 제가 출제위원이 아니기 때문에 꼭 이것을 출제하지 말자 이런식으로 논의가 된 여부는 알지 못하기에, 공부를 해놓는것은 추천합니다!!! 원하시면 해당부분 간략하게 설명해드릴게요 ㅎㅎ
우선 탄소원자 1개의 질량이 1.99*10^-23g인 것을 알아내는 방법에는 질량분석을 진행해야 하는데, 이것을 제가 자세히 설명드리기엔 원리가 복잡하기도하고 저도 정확히 설명드릴 수 있을지 모르겠어서 간단히 축약해서 알려드릴게요!! 일단 질량을 구하고 싶은 물질을 강한 에너지를 줘서 전하를 띄는 이온으로 만들다음, 그 이온을 가속시키거나 회전시켜서 스펙트럼을 만들어냅니다. 간단하게 말하면 전하를 띄는 이온상태인 물질을 한쪽으로 날려보내고 중간에 전기장이나 자기장을 걸어주면 휘게되겠죠? 그런데 그 물질이 가지는 질량에 따라 휘는 정도가 달라질텐데 그 휘어지는 정도를 보고 간접적으로 질량을 계산해내는 방법이라고 보시면 될 것 같습니다!! (자세한 내용은 저도 전공 신화를 배운지 꽤 오래되어 답변에 시간이 걸릴것 같네요ㅠㅠㅠ죄송합니다) 그리고 탄소의 원자번호는 6인데 12라는 말씀주셔서, 원자번호를 알고 싶으신지 질량수를 알고 싶은신지 헷갈리네요ㅠㅠ 우선 둘다 설명드릴게요!! 원자번호는 그 기준이 여러번 바뀌어 제시되었었는데요, 멘델레예프가 원자량 순서를 기준으로 주장한 원자번호 이후에 톰슨의 전자, 러더퍼드의 원자핵 발견이후 "어니스트 반 브로에크"라는 과학자가 "원자핵이 가지고 있는 전하 및 전자의 갯수"로 원자번호를 정의할 수 있다고 주장하게 됩니다. 그 이후 "모즐리"라는 과학자가 그 이론을 증명해내는 실험을 통해 "모즐리의 법칙"을 정의하며 "원자핵의 전하"로 원자번호를 정하기로 결정합니다. 그 이후 양성자가 규명되며 "원자핵의 전하"가 곧 "양성자의 전하"가 아닌가 하는 의심을 가지고 있던 때, 채드윅이라는 과학자가 "중성자"의 존재를 증명해내며 "원자핵의 전하=양성자의 전하"라는 결론에 이르렀고, 지금의 "원자번호 = 양성자 갯수"라는 현대의 이론이 정립되게 된 것이죠. 마지막으로 질량수의 경우는 원자내에 존재하는 입자인 "양성자"와 "중성자", 그리고 "전자"의 질량을 비교해본 결과 양성자와 중성자가 거의 질량이 비슷하고, 전자는 그에비해 거의 무시할 만한 질량을 가지고 있다는 점을 확인하게 됩니다. 그래서 양성자와 중성자의 비슷한 질량을 상대적으로 1로 정하고 전자를 0에 가까운 값으로 정의하여, 그 워자가 가지는 질량수를 "양성자수+중성자수"로 표현하게 된것입니다. 혹시나 질문에 답변이 안되었다면 또 질문해주세요!
@@고급진화학 선생님~~!! 진짜 정말 감사해요! 써주신 글에서 화학사적인 흐름이 더 궁금해져서 딱 하나만 더 질문드립니다 ㅠ ㅠ 그 당시 탄소를 12로 정한 이후에, 아보가드로가 헥산+스테아르산 실험으로 아보가드로수를 찾은건가요? 아보가드로가 그 당시에 밝혀낸 6.02*10^23의 배경이 되는 실험이 궁금합니다.
@@두두-g3c 우선 아보가드로수라는 개념은 아보가드로가 만들어낸 것이 아닙니다!! 1800년대 초에 아보가드로가 기체 운동에 관련한 가설로써 내세운 "아보가드로 가설"에서(현재는 아보가드로 법칙으로 불립니다!) 기체의 부피가 기체의 입자수에 관련이 있을 것이다 라는 내용을 기점으로, 그럼 도대체 정확히 얼만큼의 갯수에 의해 부피가 영향을 받는 것인가, 그러니까 어떤 "상수값"이 연루되어 있는가가 연구되기 시작했다구해요. 이후 1865년 "로슈미트"라는 과학자가 이상 기체 법칙으로 이 상수값이 몇 인지 이론적으로 계산해내냈고, 1909년 프랑스 과학자인 "장 페렝"이라는 사람은 이 상수 값을 실험적으로 구해내는 방법에 대해서 연구를 성공하게 되면서 이 상수값이 최종적(지금은 아니지만)으로 결정되었다고 합니다. 그 이후 장 페렝의 제안으로 선대 연구가인 아보가드로를 기리기 위해 "아보가드로 상수"로 이름을 붙이게 되면서 지금까지 이렇게 불리는 거라고 하네요. 그런데 원자량의 기준을 탄소를 기준으로 12라고 정한것은 그보다 더 이후의 일입니다. 1913년에 와서야 동위 원소의 개념이 분명해졌고, 그 전까지 사용되던 기준인 산소에 대한 재검토가 이루어 졌으며, 1962년 이후에 와서야 질량수 12 탄소를 기준으로 하는 기준이 성립되었다고 해요. 질문해주신 화학사적 흐름으로 본다면, 아보가드로의 주장 -> 후배 연구가들의 연구 -> 아보가드로 상수의 결정 -> 탄소로 원자량 기준 변경 요렇게 되겠네요. ** 산소가 언제부터 원자량의 기준으로 사용되었는지에 대한 정확한 시기가 아무리 찾아봐도 나오질 않아서 적어드리지 못했어요. 아마도 공식적은 아니고 과학계에서 암암리에 사용되다가 정착된 케이스 인듯 합니다.** 그리고 마지막으로 아보가드로 상수를 결정지었던 장 페렝의 실험은 질문해주신 핵산+스테아르산 실험의 원리와 같은 "브라운 운동"을 관찰해서 얻어낸 값이라는 점은 맞지만, 실제로는 꽃가루 비슷한 가루의 입자를 취해서 브라운 운동을 관찰했다고 합니다! ** 어디까지나 저도 문헌 등의 자료조사를 통해 답변드리는 것이라 정확하지 않을 수 있어요 ㅠㅠ 일단 가능한만큼 답변 드렸으니 혹시나 이상한 점 있으면 말씀주세요!**
amu는 Atomic Mass Unit의 약자로 "원자 질량 단위"를 뜻합니다. 보통 원자량이 1인 원자 1개의 실제 질량을 나타내는 단위로 정의되어 있죠. 현재 원자량 1의 원자의 실제 질량과 비교했을 때 1amu의 크기가 거의 다르지 않아 여러 군데에서 혼용되고는 있지만, 사실 amu는 질량수 16의 산소를 기준으로 잡았을때 사용하던 오래된 단위입니다. 현재는 12탄소를 기준으로 잡은 u라는 단위(Uinified atomic mass unit의 약자)를 사용합니다. 그런데 여기서 주의해야 할 점은, amu나 u 둘 다 원자량을 나타내는 단위가 아니라는 점입니다. 이는 질량수가 1인 원자 하나의 질량을 나타내는 "실제 질량"의 의미죠. 저도 이해하기 쉽게 설명할 수 있을진 모르겠지만...ㅠㅠ 일단 차이점을 설명해보자면, "원자량"이라는 개념은 탄소를 기준삼아 몇 배 더 크니? 또는 몇 배 더 작니?를 나타낸 수이므로 단위가 없지만, "원자 질량 단위"는 12탄소 하나의 질량의 12분의 1인 "1.660 539 040 × 10^-27 kg"을 1u라고 표현하는 겁니다. 즉, 비교하는게 아니라 우리가 "6.02 X 10^23개"를 1mol로 표현하듯이, 너무 작아 표현하기 힘든 절대적인 진짜 질량을 편하게 나타낼 때 쓰는 단위인 것이죠. 이해가...되셨을까요...?ㅠㅠ
![[5분화학]원자량](/img/logo.svg){kind=logo}
