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세련된뱀눈새49
과학에서 동소체와 동위원소는 어떤 개념인가요?
안녕하세요~ 과학에서 동소체와 동위원소는 같은 개념인가요? 다른 개념이라면 예를 들어 알기 쉽게 설명해 주시면 감사하겠습니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
동소체와 동위원소는 이름이 비슷해서 혼동하기 쉽지만, 사실은 완전히 다른 개념입니다.
동위원소는 같은 원소인데 원자핵 속의 중성자 수가 달라서 질량수가 다른 경우를 말합니다. 예를 들어 수소는 모두 양성자 1개를 가지고 있지만, 중성자가 없는 경우는 ‘수소’, 중성자가 1개 있으면 ‘중수소’, 중성자가 2개 있으면 ‘삼중수소’가 됩니다. 이들은 화학적 성질은 거의 같지만, 질량이나 방사성 여부 같은 물리적 성질은 달라집니다.
반면에 동소체는 같은 원소로만 이루어졌지만 원자들이 결합하는 방식이나 배열 구조가 달라서 성질이 달라지는 경우를 말합니다. 대표적인 예가 탄소인데, 같은 탄소 원자라도 다이아몬드는 원자들이 3차원적으로 단단히 결합해 매우 단단하고 투명한 성질을 가지며, 흑연은 층상 구조로 결합해 부드럽고 전기가 잘 통합니다. 또 산소의 경우 O₂는 우리가 호흡하는 산소이고, O₃는 오존으로 자외선을 차단하는 역할을 합니다.
즉, 동위원소는 원자핵 속 중성자 수의 차이에서 비롯된 개념이고, 동소체는 원자들이 결합하는 구조적 차이에서 비롯된 개념입니다. 쉽게 비유하면, 동위원소는 같은 사람인데 몸무게가 다른 경우이고, 동소체는 같은 재료로 만든 건축물인데 구조가 달라 성질이 다른 경우라고 할 수 있습니다.
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채택된 답변안녕하세요.
질문해주신 '동소체'와 '동위원소'는 언뜻 보기에는 비슷해보이는 개념이지만 전혀 다릅니다. 동위원소는 같은 원소이지만 원자핵 속의 중성자 수가 다른 원자를 말하는 것인데요, 즉 양성자수를 나타내는 원자번호는 같지만 질량수가 다른 원자입니다. 예를 들자면 탄소의 경우에 원자번호가 6번이기 때문에 6개의 양성자를 가지고 있는데요, 하지만 중성자수는 6개, 7개, 8개가 될 수 있습니다. 이들은 모두 화학적으로는 거의 같은 성질을 보이지만, 질량과 안정성이 다른데요, 이중에서 14-탄소의 경우에는 방사성을 가지며, 이를 이용해 고고학에서 연대 측정을 합니다.
반면에 동소체는 같은 원소이지만 원자들이 결합하는 구조가 달라서 서로 다른 물질처럼 보이는 형태를 의미하는 개념입니다. 즉, 원자 구성은 같지만 배열 구조가 다른 경우입니다. 이 역시 탄소로 예를 들어보자면, 흑연과 다이아몬드는 둘 다 탄소로만 이루어져있는 동소체 관계라고 할 수 있습니다. 이때 흑연은 층 구조로 결합되어 있어 부드럽고 전기가 흐른다는 성질이 있고 다이아몬드의 경우에는 탄소 원자가 3차원 격자로 강하게 결합하고 있어서 매우 단단하다는 특성이 있습니다. 즉 이와 같이 탄소 원자만으로 이루어져 있지만 구조가 다르기 때문에 성질이 완전히 다릅니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
저도 학생때 매번 헷갈렸고 지금도 헷갈리는 용어 입니다.
그래서 저는 물질로 외우고 있는데 동소체는 탄소, 동위원소는 수소 입니다.
동소체는 원자는 같고 구조가 틀린것 입니다. 흑연과 다이아몬드의 관계를 생각하시면 됩니다.
동위원소는 원자는 같고 무게가 다른 것 입니다. 원자안의 양성자 수는 같지만 중성자 수가 달라서 무게가 다른 것 입니다. 수소의 경우 일반 수소가 있고 일반 수소안에 원자핵안에 양성자는 1개만 존재합니다. 하지만 중수소는 원자핵안에 중성자가 하나더 있어 무겁습니다.
동소체가 분자단위 이고 동위원소는 원자 단위 라고 생각하시면 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)