돌턴의 원자설 — 알갱이를 원자로 부르기 시작하다

초등 과정에서는 물질을 이루는 작은 단위를 편하게 알갱이라고 불렀습니다. 중등 화학에서는 이 알갱이를 더 정확한 이름으로 나눠 부릅니다. 그 첫 이름이 원자입니다.

원자는 화학에서 물질을 설명할 때 기준으로 삼는 기본 단위입니다. 더 깊이 들어가면 원자핵과 전자도 있지만, 중등 화학의 첫 단계에서는 원자를 기준으로 물질의 변화를 읽습니다.

돌턴은 왜 원자를 생각했을까#

돌턴은 1803년에 모든 물질이 아주 작은 입자로 이루어져 있다는 생각을 원자설로 정리했습니다. 당시에는 원자를 직접 볼 수 없었지만, 물질이 일정한 비율로 결합하고 변한다는 사실을 설명하려면 이런 기본 단위가 필요했습니다.

돌턴은 영국의 기상학자였고 색을 잘 구별하지 못했던 사람으로도 알려져 있습니다. 하늘과 공기를 오래 관찰하면서, 물질이 일정한 규칙으로 결합한다는 점을 정리하고 그 바탕에 작은 입자를 두는 가설을 세웠습니다. 이 생각이 200년이 지난 지금까지도 중등 화학의 출발점으로 쓰입니다.

원자는 화학에서 쓰는 기본 단위#

중등 화학에서 원자는 물질을 이루는 기본 단위로 다룹니다. 더 깊이 들어가면 원자핵과 전자도 있지만, 중등 화학의 첫 단계에서는 원자를 기본 단위로 놓고 물질의 변화를 읽습니다.

돌턴 원자설의 핵심#

중1에서는 돌턴의 원자설을 세 가지 정도로 잡아 두면 충분합니다.

1. 물질은 아주 작은 입자로 이루어져 있다.
2. 같은 원소의 원자는 같은 종류의 입자로 다룬다.
3. 화학 변화에서는 원자가 없어지거나 새로 생기기보다 배열이 바뀐다.

이 세 문장은 앞으로 분자, 원소, 화학식, 화학 반응식을 읽을 때 계속 바탕이 됩니다.

서로 다른 색의 동전을 나누어 놓는 장면을 떠올리면 원자의 종류를 이해하기 쉽습니다. 색이 같은 동전끼리 같은 종류로 보듯, 화학에서도 같은 원소의 원자를 같은 종류로 묶어 다룹니다.

모형은 실제 모습이 아니라 설명 도구#

원자는 너무 작아서 눈으로 직접 볼 수 없습니다. 그래서 과학에서는 원자를 공이나 점 같은 단순한 모형으로 나타냅니다. 이 모형은 원자의 실제 모습이 아니라, 원자가 어떻게 있고 어떻게 결합하는지를 설명하기 위한 도구입니다.

같은 원자라도 다루는 단원에 따라 다른 모형으로 그릴 수 있습니다. 작은 공으로 그릴 때도 있고, 원자핵과 전자를 표시한 그림으로 그릴 때도 있습니다. 어느 쪽이든 진짜 원자의 모양보다 이 모형이 설명하려는 점을 보는 편이 좋습니다.

입자라는 더 큰 이름#

소금 한 톨이나 물 한 방울도 눈에 보이는 것보다 훨씬 작은 입자들로 이루어져 있습니다. 이처럼 원자와 분자처럼 물질을 이루는 작은 단위를 넓게 부를 때 입자라는 말을 씁니다.

이 글에서 중요한 것은 하나입니다. 중등 화학은 물질을 원자라는 기본 단위에서 다시 보기 시작한다는 점입니다. 원자를 기준으로 물질을 보기 시작하면, 여러 원자가 모여 만드는 분자의 개념으로 자연스럽게 이어집니다.