[1] 전기와 물질, 전하와 이온, 물질의 결합

1	전기와 물질, 전하와 이온, 물질의 결합

학습포인트

의료용 전기물리의 기본개념과 전기와 물질의 개념, 전기용어와 단위, 전기치료기의 기본구조와 전선, 전극의 특성을 이해하여야 한다.

의용전류가 인체에 미치는 효과를 이해하고 있어야 하며, 신경근의 전기적 특성, 전류의 세 가지 효과, 전기치료의 기본 법칙, 전류밀도와 피부저항 감소방법 등에 대한 이해와 학습이 필요하다.

1. 전기와 물질

전기

• 어떤 물질을 마찰시킬 때 종이 등을 끌어당기는 현상

• 전하를 가진 두 물체가 거리를 두고 작용하는 힘

• 전자의 이동 현상

물질의 상태

• 고체, 액체, 기체, 플라즈마(양이온과 자유 전자)

1) 전자이론

분자	• 물질의 기본단위 • 물질의 성질을 가지고 있는 최소 단위 • 원자가 화학결합에 의해 일정한 형태로 결합한 것 • 원자의 결합
원자	• 화학 반응을 통해 더 쪼갤 수 없는 단위
	원자핵	• 양성자와 중성자가 강한 상호작용으로 결합 • 원자 질량 대부분을 차지: 99.95% • 원자에서 차지하는 부피: 극히 작음
	양성자	• 양전하를 띰 • 원소의 종류 결정: 양성자의 수
	중성자	• 중성을 띰 • 차지하는 질량과 수는 양성자와 같음
	전자	• 음전하를 띰 • 원자핵 주위에 확률적으로 전자구름을 이루며 존재 • 중성인 경우에 양성자의 수와 같음 • 질량이 거의 없음: 0.05% • 대부분의 부피 차지 • 원자의 물리적 및 화학적 성질을 결정
	자유 전자	• 원자핵 주위와 전자 사이를 자유롭게 돌아다니는 것
동위원소	• 원자번호가 같지만 원자량이 다른 원소 • 같은 수의 양성자와 전자를 가지지만, 중성자의 수가 다름

그림 원자의 구조

2. 전하와 이온

원자가 가장 바깥쪽 껍질의 전자를 얻거나 잃을 때 형성

전하	• 물체가 가지고 있는 전기 혹은 그 전기의 양
전하량	• 전하의 양 • 전하의 단위는 쿨롱(단위기호: C)
음전하(음이온)	• 전자를 얻어 음전하를 띰 예 Cl + e- → Cl- : 17개의 양성자, 18개의 전자
양전하(양이온)	• 전자를 잃어 양전하를 띰 예 Na–e-→ Na⁺ : 11개의 양성자, 10개의 전자

3. 물질의 결합

원자는 다른 원자와 화학결합: 공유결합, 이온결합, 금속결합, 반데르발스 결합

공유결합	• 전자를 원자들이 공유하여 생성되는 결합 • 원자핵과 전자쌍 간의 인력 및 척력에 의해 안정화 됨
이온결합	• 반대로 전하된 이온 간의 인력에 의해 형성된 화학결합 • 양이온과 음이온이 정전기적 인력으로 결합
금속결합	• 금속의 여러 특성을 가지게 하는 화학결합 – 강도, 전성, 연성, 광택, 열 전도성과 전기전도성 • 금속 원자의 양이온과 전자의 상호작용으로 결합
반데르발스 결합	• 분자 사이의 전기적 인력에 의한 결합 • 극성 분자: 반대 극끼리 당겨서 분자결합

그림 이온결합의 형성

그림 이온결합

그림 공유결합

그림 금속결합

다음 이론을 계속 학습하려면 로그인하세요.