만물을 이루는 원자

원자는 모든 물질을 이루는 가장 기본적인 입자이다. 원자핵과 그 주변을 이동하는 전자로 구성되어있다. 원자핵을 구성하는 핵자는 양성자와 중성자가 있으며, 화학적 또는 물리적 방법으로 분해할 수 없다.

일반적으로 원자핵을 양전하를 띄고, 전자는 음전하를 띈다. 원자핵에서 양성자가 양전하를 띄게 되는데, 해당 양전하의 개수와 전자의 개수가 같을 때 가장 안정적으로 전기적인 중성 상태가 된다. 즉, 전하를 띄지 않는다. 양성자는 바꿀 수 없지만, 전자는 다른 원자로 이동시킬 수 있기 때문에 양전하와 음전하의 개수가 달라지게 된다.

이때, 양전하의 개수보다 음전하(전자)의 개수가 많으면 음이온, 적으면 양이온이라고 칭하기도 한다. 전자는 원자핵 주변을 돌게 되는데 이때 이동 속도는 약 30만 km (진공 상태의 빛의 속도)이다. 전자가 이동하는 궤도는 양자 역학으로 인해 일정하지 않다고 한다. 전자의 수(또는 양성자의 수)에 따라 원자번호가 결정되기 때문에 우리가 과학적으로 정의하는 원소가 고유성을 가질 수 있는 이유이기도 하다. 양성자를 비롯한 핵자의 수가 바뀌는건 핵융합과 핵분열이 대표적이다.

전자는 원자핵 주위를 돌며 , 원자의 가장 안쪽 핵자의 주변부터 원자의 밖의 방향으로 껍질처럼 배치된 위치에서 운동한다. 또한 최대로 배치될 수 있는 이 개수는 (양성자의 개수와 같아야 하기 때문에) 정해져 있다.
전자는 외부로부터 에너지를 가하면, 가장자리부터 떨어져 나가며, 모든 전자가 떨어져 나가, 원자핵만 남은 경우 플라즈마라고 한다.