수소원자와 산소원자 구조

수소원자와 산소원자 구조

그 많은 원소들 중에 왜 수소와 산소를 선택해서 설명할까 궁금할 것이다. 앞에서도 말한 것처럼 항산화작용을 설명하려면 산화와 환원을 알아야 하고, 산화와 환원반응은 수소와 산소와 전자의 얻고 잃음으로서 발생하기 때문에 수소와 산소원자의 구조를 먼저 배운다.

원소의 기본단위는 원자다.

원자는 중앙에 원자핵이 있고 주변에는 전자가 있다.

원자핵에는 양자와 중성자가 있다.

양자는 양이온을 띠고 전자는 음이온을 띤다. 중성자는 중립이다.

원자핵은 그대로 있으나 전자는 이동한다.

 

그림은 수소원자이다. 보통 수소 원자는 핵 속에 양자가 하나고 중성자가 없다.

주변의 괘도의 파란 동그라미는 가지고 있는 전자 표시고 점선 동그라미는 필요한 전자 표시다.

첫 번째 괘도에는 전자가 두 개가 채워져야 안정상태가 된다.

수소는 전자가 1개라서 하나가 부족해서 불안하다.

어디선가 전자 하나를 채우려고 노력한다.

 

위의 그림은 수소분자다.

두 원자의 수소가 서로의 공유해서 안정상태가 되기 위해서 전자 하나씩을 내놓아서 공유해서 결합을 해서 수소분자가 된다.

 

 

 

그림은 산소원자다. 가운데는 핵이고 빨강은 양자 표시고 검은색은 중성자 표시다. 가장자리 괘도에서 파란 동그라미는 원래 있는 전자 표시고

점선 동그라미 표시는 부족한 전자 표시다.

가운데 핵에는 양자와 중성자가 있고 주변의 괘도에는 전자가 있는데

첫 괘도에는 전자가 두 개있고 두 번째 괘도에는 전자가 6개다.

첫 번째 괘도는 전자가 두 개가 채워지면 안정이고 두 번째 괘도는

전자가 8개가 채워져야 안정이다.

그러나 산소는 2개의 전자가 부족하여 불안하다.

 

위 그림은 산소분자이다. 가운데는 핵이고, 가장자리 괘도의 파란 동그라미는 전자 표시다. 두 개의 산소원자가 서로 두 개의 전자를 내 놓아서 공유하여 공유결합으로 안정상태가 된다.

 

위 그림은 물 분자다. O는 산소, H는 수소, 괘도의 파란 동그라미는 전자 표시다.

산소원자는 수소 보다 음이온이 강하다. 그래서 바깥 전자괘도에 8개를 채우려고 수소가 가진 전자를 끌어 당겨서 공유결합을 한다. 하나로는 바깥괘도의 전자가 다 채워지지 않아서 수소 둘의 전자와 각각 공유결합을 하여 물 분자를 만든다.

 

 

★꼭 알아두어야 할 것:

산소원자는 바깥 괘도에 전자 수가 8개가 있어야 안정 상태인데 6개만 있어서 2개가 부족하여 불안하다는 것과 H2O, 물 분자가 만들어질 때 수소 둘과 산소 하나가 결합하여 만들어진다는 것과 다른 원소와 결합을 할 때 원자에서 원자핵은 움직이지 않고 전자가 이동한다는 것을 알아 두어야 활성산소와 항산화작용에 대해서 이해하기가 쉽다.

2011.02.28.  林 光子

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