동위 원소: 두 판 사이의 차이

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'''동위 원소'''(同位元素)는 [[원자 번호]]가 같지만 [[원자량]]이 다른 [[화학 원소|원소]]를 말한다. 어떤 원소의 동위원소는 그 원소와 같은 수의 [[양성자]]와 [[전자]]를 가지지만, 다른 수의 [[중성자]]를 가진다. 원소의 화학적 성질은 양성자와 전자의 수에 의해 결정되므로 동위 원소의 화학적 성질은 원래 원소와 같다. 하지만 중성자의 수가 달라서 질량이 다르므로 물리적 방법으로 분리할 수 있다.
 
== 읽을거리 ==
* [[방사성 동위 원소]]
* [[인공 방사성 동위 원소]]
* 동위 원소는 양성자의 수가 같은 원소이다.
** [[동중성자 원자]]는 중성자의 수가 같은 원소이다.
** [[동중 원소]]는 [[질량수]], 즉 양성자와 중성자의 수의 합이 같은 원소이다.
** [[핵 이성질체]]는 양성자와 중성자의 수는 같지만 다른 들뜬 상태에 있는 원자핵이다.
* [[동위 원소 표 (완전)]]
 
아이소토프 또는 동위체(同位體)라고도 한다. 화학원소는 서로 화학적으로 거의 구별할 수가 없으나 그것을 구성하고 있는 원자의 질량이 서로 다른 것을 동위원소라고 한다. 영어의 isotope는 그리스어인 isos(같은)와 topos(장소)의 합성어인데, 질량은 서로 달라도 원소의 주기율표에서 같은 장소에 배열되는 데서 1901년 영국의 화학자 F. 소디가 그 개념을 확립시킴과 동시에 이 명칭을 붙였다고 한다.
 
일반적으로 어떤 원소의 화학적 성질은 그 원소를 구성하고 있는 원자의 원자핵 내에 있는 양성자의 수, 즉 원자번호에 의해 결정되며 한편 원자의 질량은 양성자와 중성자의 수의 합, 즉 질량수에 거의 비례하므로, 동위원소란 같은 수의 양성자를 가지고 중성자의 수만이 다른 원자핵으로 이루어지는 원소들이라고 할 수 있다.
 
예를 들면, 자연계에 존재하는 산소는 대부분이 8개의 양성자와 8개의 중성자를 가지는 질량수 16인 원자핵으로 이루어져 있으나, 이 밖에 얼마 안 되지만 9개의 중성자를 가지는 질량수 17인 것과 10개의 중성자를 가지는 질량수 18인 것이 혼재하고 있다. 마찬가지로 질소에는 11과 15의 질량수를 갖는 2종의 동위원소가 있고, 우라늄도 234, 235, 238의 질량수를 갖는 3종의 동위원소 혼합물이 일체가 된 것으로서 자연계에 존재한다.
 
원자핵의 바깥궤도를 도는 전자의 수는 원자번호와 같으므로 동위원소는 모두 같은 수의 궤도전자를 가진다. 천연으로 존재하는 화학원소의 종류는 약 90종이며, 이에 대하여 천연의 동위원소는 약 300종이나 된다. 따라서 이것을 평균해 보면, 한 원소당 3종의 동위원소를 갖는 것이 되지만, 실제로는 주석(10개), 카드뮴(8개)과 같이 많은 동위원소를 갖는 것도 있고, 또 베릴륨·플루오린·나트륨·비스무트와 같이 천연으로는 동위원소가 없고 단 1종의 원자로 이루어져 있는 것도 있다.
 
일반적으로 어떤 천연 원소가 얼마나 많은 동위원소를 가지고 있는가에 대해서는 뚜렷한 법칙성은 없지만, 원자번호가 홀수인 원소는 대부분 2종 이상의 동위원소를 갖지 않으며, 원자번호가 짝수인 원소는 비교적 많은 동위원소를 갖는 것이 많다는 사실이 인정된다. 자연계에 존재하는 원소는 이와 같은 동위원소의 혼합물인데, 그 혼합비는 지구상의 어느 곳에서 채취한 시료에 대해서도 거의 일정하다.
 
보통 원소의 원자량은 이들 혼합물을 일체로 간주했을 때의 평균적인 질량을 나타내는 것이며, 본래는 정수에 아주 가까운 값을 가져야 할 원자량이 정수가 아닌 중간적인 값을 갖는 일이 많은 것은 원소가 몇 개의 동위원소의 집합체이기 때문이다. 보통 이들 동위원소를 각각 다른 종류의 것(이것을 核種이라고 한다)으로서 나타낼 때는 산소 16 16O, 질소 14 14N, 우라늄 235 235U 등, 그것이 속해 있는 원소명에 질량수를 첨가하는 방법이 사용되고 있는데 그 중에는 수소와 같이 특별한 명칭(경수소·중수소·삼중수소)을 사용하는 것도 있다.
 
[[분류:동위 원소|*]]
 
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