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Date 2021/05/16 19:46:25
Name 깃털달린뱀
Subject [질문] 수소 양이온은 일반 원자와 성질이 비슷한가요?
문과입니다.

요새 우주, 물리에 관심 생겨서 이것 저것 찾아보고 있습니다. 난이도는 대략 쿠르츠게작트랑 나무위키 수준.

원자의 크기란 게 결국 원자핵에서 멀리 떨어진 전자가 전자기력에 의해 서로 밀어내면서 접근 불가능한 공간인 거잖아요?

근데 수소는 전자가 하나 뿐이라 그거 잃고 나면 그냥 양성자 하나인데 이걸 원자라고 볼 수 있나요?

당장 크기부터 전자가 없으니 원자핵 수준으로 대폭 축소되고 성질과 타 원자와의 상호작용 자체가 다른 원자랑 근본적으로 다를 것 같은데 화학에서는 그냥 다른 이온과 마찬가지로 이온의 일종으로 평범하게 화합물 만드는 것 같더라고요.

그냥 양성자 하나라도 다른 원자한테 전자 뺏어오거나 공유결합 하는 식으로는 문제 없으니까 별 상관 없는건가요?

감사합니다.

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21/05/16 20:00
수정 아이콘
양성자 하나인 덕분에 전하밀도가 높아서(소듐에 비해 약 2x10^10배) 실제로는 다른 분자에 결합한 상태로 존재해서 그렇다네요.
21/05/16 20:05
수정 아이콘
+ 실험이나 우주와는 달리 그렇게 큰 운동에너지가 없으면 화학반응이 아닌 핵반응을 일으키지 못하는 점도 있죠.
21/05/16 20:00
수정 아이콘
일단 크기라는게 원자세계에서는 거시세계에서처럼 큰 의미가 있지는 않습니다. 원자 단위에서는 전자기력이 중요한 레벨이기 때문에(그보다 더 작은 세계라면 핵력이 또 중요해지겠죠) 수소이온은 원자이자 양성자인 것이죠. 질량이야 어차피 원자핵이 거의 다 가지고 있고요.
닥치고어택땅
21/05/16 20:02
수정 아이콘
원자라고 부르지는 않습니다.
보통 수소 이온이라고 부르고, 동위원소가 아니란 가정하여 양성자 하나가 맞습니다.
그래서 프로톤이라고 부르기도 합니다.

수소(H)와 수소이온(H+)의 질량은 크게 차이가 안나지만, 전기적 특성이 확연히 다릅니다.
전자를 뺏기면 남에게서 전자를 가져오려고 하고. 이러한 성질은 화학 반응에서 매우 중요한 것입니다.
21/05/16 20:20
수정 아이콘
수소 원자의 크기를 얘기할 때 전자와 양성자는 서로 밀어내지 않습니다. 전자기력에 의해서 서로 잡아 당기지만 양자역학에서는 두 입자가 충돌하지 않고 안정적인 상태들이 불연속적으로 존재합니다. 그리고 그 상태란 전자의 위치에 대한 확률 분포를 말하는데 이 확률에 따른 전자와 양성자의 평균 거리가 흔히 말하는 수소 원자의 크기 입니다.

그래서 전자기력에 의한 화학 결합에 대해서는 양성자 그 자체가 수소 원자 크기의 영향력을 행사한다고 이해하면 됩니다.
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