전기치료의 기초

물질의 구조 중 원자에 대한 설명으로 옳은 것은?

1 원자번호는 전자 수와 같다.
2 원자는 전기적으로 양성이다.
3 원소의 최소입자를 분자라 한다.
4 질량수는 양성자 수와 전자 수를 더한 것이다.
5 원자번호는 같고 질량수가 다른 원소를 동위원소라 한다. ✓ 정답

해설

동위원소

원자번호와 화학적 성질은 같고, 질량수와 중성자의 수가 다른 경우

같은 주제 다음 문제전자에 대한 설명으로 옳은 것은?이 문제가 수록된 문제집2026 Edition 코어 물리치료사 패키지 Full-Pack99,000원 · 무료 체험 가능

원자핵을 구성하는 양성자 수에 따라 원소의 정체성이 결정됩니다. 원자번호(atomic number)는 바로 이 양성자 수를 의미하며, 중성 상태의 원자에서는 전자 수와 같아지지만 원자번호의 정의 자체는 양성자 수입니다. 따라서 보기 1번은 전자 수와 ‘같을 수는 있으나’ 정의상 같다고 단정할 수 없어 옳지 않습니다.

원자는 양성자(양전하)와 전자(음전하)의 수가 같아 전체적으로 전기적 중성을 띠므로 보기 2번도 틀립니다. 보기 3번은 원소의 최소입자를 분자라고 했는데, 화학적 성질을 유지하는 최소 단위는 원자(atom)입니다. 분자는 두 개 이상의 원자가 결합한 입자이므로 원소의 최소 단위와는 구분됩니다.

보기 4번의 질량수(mass number)는 원자핵을 구성하는 양성자 수와 중성자 수의 합입니다. 전자는 질량이 극히 작아 질량수 계산에서 제외되므로, 양성자 수와 전자 수를 더한다는 설명은 옳지 않습니다.

정답은 5번입니다. 동위원소(isotope)는 원자번호(양성자 수)는 같지만 중성자 수가 달라 질량수가 다른 원소를 말합니다. 질량분석법(mass spectrometry)에서는 이러한 자연 동위원소 존재비(natural isotopic abundance) 때문에 같은 화합물이라도 질량 스펙트럼에서 여러 피크가 나타나 정량·정성 분석에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 동위원소는 화학적 성질이 거의 동일하지만 질량 차이로 인해 분석적으로는 구분되며, 임상 검사나 약물 대사 연구에서 내부표준물질(internal standard)로 활용되기도 합니다.

혼동 주의! 동위원소(isotope)는 ‘양성자 수 같음 + 중성자 수 다름’이고, 동중성자원소(isotone)는 ‘중성자 수 같음 + 양성자 수 다름’, 동중원소(isobar)는 ‘질량수 같음 + 원자번호 다름’입니다. 질량분석에서 간섭을 일으키는 동중원소(isobar)나 이성질체(isomer)와 용어를 혼동하지 않도록 구분해야 합니다.

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