1
00:00:00,137 --> 00:00:03,002
우리 인간은 주변 환경에서

2
00:00:03,002 --> 00:00:05,867
여러가지 물질을 알고 있었죠.

3
00:00:05,867 --> 00:00:07,207
서로 다른 물질들은

4
00:00:07,207 --> 00:00:10,333
...서로 다른 성질을 갖게 마련입니다.

5
00:00:10,333 --> 00:00:11,954
서로 다른 성질을 가질 뿐아니라;

6
00:00:11,954 --> 00:00:14,745
어떤 물질이 특정한 방향으로 빛을 반사하거나 
혹은 전혀 반사하지 않는 성질같은 것들 말입니다.

7
00:00:14,745 --> 00:00:17,601
혹은 특별한 색을 띄거나 온도를 가져

8
00:00:17,601 --> 00:00:20,457
액체 상태로 존재하거나 기체 또는 고체 형태로 존재하기도 합니다.

9
00:00:20,457 --> 00:00:22,108
반면에 어떤 환경에서는 서로 반응하여

10
00:00:22,108 --> 00:00:24,867
그런 반응이 어떻게 일어나는지 관찰되기도 합니다.

11
00:00:24,867 --> 00:00:27,663
여기 몇몇 물질의 사진이 있습니다.

12
00:00:27,663 --> 00:00:31,477
여기 이것은 탄소구요, 이것은 그래파이트 형태의 탄소죠.

13
00:00:31,477 --> 00:00:36,069
여기 이것은 납이구요: 이쪽 오른쪽에 있는 것은 금이에요.

14
00:00:36,069 --> 00:00:38,719
제가 그린 이 모든 것들, 여기 사진으로 보여드린 이것들 모두는

15
00:00:38,719 --> 00:00:41,369
저쪽에 보시는 웹사이트에서 얻은 것입니다.

16
00:00:41,369 --> 00:00:45,453
이들 모두는 고체 형태로 존재하지만,..

17
00:00:45,453 --> 00:00:47,395
우리는 그 안에 어떤 형태로든 극소량의 공기도 들어 있다는 점을 알고 있죠

18
00:00:47,395 --> 00:00:49,338
아시다시피 공기 분자의 형태로 말이죠.

19
00:00:49,338 --> 00:00:52,210
그리고 여러분이 들여다 보고 있는 공기 입자가 
어떤 형태를 띄고 있는가에 따라

20
00:00:52,210 --> 00:00:55,079
그것이 탄소든 산소든 혹은 질소든

21
00:00:55,079 --> 00:00:57,948
서로 다른 성질을 띄고 있습니다.

22
00:00:57,948 --> 00:00:59,425
때로는 액체 형태로 볼 수 있는 다른 것들도 있는데

23
00:00:59,425 --> 00:01:02,082
이런 것들은 온도를 충분히 높힐 수 있죠.

24
00:01:02,082 --> 00:01:05,018
금이나 납의 온도를 충분히 높이면

25
00:01:05,018 --> 00:01:06,503
액체 형태를 띄게 됩니다.

26
00:01:06,503 --> 00:01:09,841
탄소를 태우면

27
00:01:09,841 --> 00:01:12,076
기체 형태로 만들 수도 있구요.

28
00:01:12,076 --> 00:01:13,351
다시 그것을 대기중으로 날려 보낼 수도 있습니다.

29
00:01:13,351 --> 00:01:14,702
공기 구조에서 탄소를 떼어내는거죠.

30
00:01:14,702 --> 00:01:17,271
여기에 우리 인류가

31
00:01:17,271 --> 00:01:20,585
수천년 동안 봐 온 것이 있습니다.

32
00:01:20,585 --> 00:01:22,452
하지만 이것은 자연스럽게 
다음과 같은 질문으로 이끌게 되죠.

33
00:01:22,452 --> 00:01:24,226
이런 것은 한 때 철학적인 의문이었는데요

34
00:01:24,226 --> 00:01:26,405
지금은 좀 더 나은 답을 가지고 있죠.

35
00:01:26,405 --> 00:01:30,898
그 질문이란, 이 탄소를

36
00:01:30,898 --> 00:01:33,518
더 작게 계속해서 잘라서

37
00:01:33,518 --> 00:01:35,554
그래서 매우 작은 덩어리까지

38
00:01:35,554 --> 00:01:39,867
탄소의 가장 작은 단위를 찾아낼 수 있는가? 하는 질문이죠.

39
00:01:39,867 --> 00:01:43,166
여전히 탄소의 성질을 띄고 있는 범위에서 말입니다.

40
00:01:43,166 --> 00:01:45,256
그런데 만일 그 보다 더 작은 물질로 자를 수 있다면

41
00:01:45,256 --> 00:01:48,390
탄소의 성질은 없어질까요?

42
00:01:48,390 --> 00:01:50,354
그 답은: 여기에 있어요.

43
00:01:50,354 --> 00:01:52,200
용어를 정리해보죠.

44
00:01:52,200 --> 00:01:56,156
특정한 온도에서 특별한 성질을 띄기도 하고

45
00:01:56,156 --> 00:01:59,025
특정한 방식으로 반응하기도 하는

46
00:01:59,025 --> 00:02:01,185
이 순수한 물질을

47
00:02:01,185 --> 00:02:05,291
원소라고 부르기로 하죠.

48
00:02:05,291 --> 00:02:08,729
탄소, 납, 금 이런 것들은 모두 원소입니다.

49
00:02:08,729 --> 00:02:10,400
여러분들은 물도 원소라고 하고 싶으시겠죠?

50
00:02:10,400 --> 00:02:14,221
역사적으로는 물도 원소라고 했던 때가 있습니다.

51
00:02:14,221 --> 00:02:17,892
그러나 지금은 물이 그 보다 더 작은 기본 원소로
만들어 졌다는 것을 알고 있습니다.

52
00:02:17,892 --> 00:02:20,405
물은 산소와 수소로 만들어졌죠.

53
00:02:20,405 --> 00:02:25,014
여기 모든 원소가 나열되어 있습니다.

54
00:02:25,014 --> 00:02:27,758
주기율표라고 하죠.

55
00:02:27,758 --> 00:02:29,374
C 는 탄소를 뜻하구요.

56
00:02:29,374 --> 00:02:30,400
-- 제가 인간과 관련이 깊은

57
00:02:30,400 --> 00:02:32,379
원소들만 짚어보도록 하겠습니다.--

58
00:02:32,379 --> 00:02:35,502
시간이 가면서 아마도 여러분들도 
여기 모든 원소들에 점점 익숙해질 것입니다.

59
00:02:35,502 --> 00:02:39,148
이것은 산소, 이것은 질소. 그리고 이것은 실리콘이에요.

60
00:02:39,148 --> 00:02:42,867
여기 이것 --Au 는 금을 뜻하고 이것은 납이죠.

61
00:02:42,867 --> 00:02:51,995
이런 원소들의 더 기본적인 단위는 원자입니다.

62
00:02:51,995 --> 00:02:54,559
이런 식으로 계속 파고 들어가서

63
00:02:54,559 --> 00:02:57,079
계속해서 더 작은 조각을 생각해보죠.

64
00:02:57,079 --> 00:02:59,415
결국에는 탄소 원자와 만나게 됩니다.

65
00:02:59,415 --> 00:03:00,755
여기에도 같은 방법을 적용해보죠.

66
00:03:00,755 --> 00:03:02,536
결국에는 금 원소를 얻게 됩니다.

67
00:03:02,536 --> 00:03:03,991
여기에도 같은 방법을 적용해 보면

68
00:03:03,991 --> 00:03:05,856
결구에는 이렇게 작은

69
00:03:05,856 --> 00:03:07,758
-- 더 나은 표현이 없어요 -- 입자를 얻게 되죠.

70
00:03:07,758 --> 00:03:09,185
납 원자라고 부릅니다.

71
00:03:09,185 --> 00:03:11,239
여기서 더 이상 작게 자르는 것은 불가능한데요

72
00:03:11,239 --> 00:03:13,597
여전히 납이라고 할 수 있습니다.

73
00:03:13,597 --> 00:03:17,043
여전히 납의 성질을 띄고 있기 때문이죠.

74
00:03:17,043 --> 00:03:18,330
생각의 범위를 좀 더 넓혀보죠.

75
00:03:18,330 --> 00:03:21,193
-- 이것은 정말 상상하기조차 어려운 것인데요 --

76
00:03:21,193 --> 00:03:24,040
원자는 믿을 수 없을 만큼 작아요.

77
00:03:24,040 --> 00:03:25,901
정말 상상조차 할 수 없이 작은거죠.

78
00:03:25,901 --> 00:03:27,555
예를들어, 탄소를 생각해보죠.

79
00:03:27,555 --> 00:03:29,379
제 머리카락도 탄소로 되어 있습니다.

80
00:03:29,379 --> 00:03:31,882
사실은 저의 몸 대부분이 탄소로 이루어져 있어요.

81
00:03:31,882 --> 00:03:35,912
실제로 생명이 있는 대부분의 개체들은 
탄소로 이루어져 있습니다.

82
00:03:35,912 --> 00:03:40,533
그래서 제 머리카락을 들여다 보면 탄소로 만들어진거죠.

83
00:03:40,533 --> 00:03:42,231
제 머리카락 대부분은 탄소입니다.

84
00:03:42,231 --> 00:03:43,989
여기 제 머리카락을 보시면

85
00:03:43,989 --> 00:03:45,565
-- 제 머리카락은 노란색인데요

86
00:03:45,565 --> 00:03:46,766
검은색과는 아주 잘 대비가 되죠.

87
00:03:46,766 --> 00:03:47,950
제 머리카락이 검게 보이죠?

88
00:03:47,950 --> 00:03:49,713
그러면 화면에서는 잘 보이지 않습니다.

89
00:03:49,713 --> 00:03:51,970
그런데 머리카락을 뽑아 생각해보죠.

90
00:03:51,970 --> 00:03:55,200
몇 개의 탄소 원자크기로 
제 머리카락 크기를 만들 수 있을까요?

91
00:03:55,200 --> 00:03:58,467
그러니까.. 제 머리카락의 단면을 보면, 길이가 아니라 단면이요..

92
00:03:58,467 --> 00:04:00,361
머리카락의 폭이라..

93
00:04:00,361 --> 00:04:03,255
그 폭에는 몇개의 탄소 원자가 있을까요?

94
00:04:03,255 --> 00:04:07,049
가늠해볼까요? 아~ 샐이 이미 그건 아주 작다고 말했군요.

95
00:04:07,049 --> 00:04:09,150
그래서 아마도 그 단면에는 수천개의 탄소 원자가 있을겁니다.

96
00:04:09,150 --> 00:04:10,484
어쩌면 만개 혹은 수십만개 일수도 있겠죠.

97
00:04:10,484 --> 00:04:11,788
제가 감히 말씀드리죠. 아닙니다!

98
00:04:11,788 --> 00:04:14,249
그 단면에는 약 백만개의 탄소 원자가 들어갑니다.

99
00:04:14,249 --> 00:04:17,439
평균적으로 사람의 마리카락 단면의 폭은

100
00:04:17,439 --> 00:04:20,933
약 백만개를 이어 놓은 정도랍니다.

101
00:04:20,933 --> 00:04:22,585
물론 그것은 개략적인 숫자입니다.

102
00:04:22,585 --> 00:04:24,026
정확하게 백만개는 아니란거죠.

103
00:04:24,026 --> 00:04:26,605
하지만 탄소 원자가 얼마나 작은지 짐작하게 해주죠.

104
00:04:26,605 --> 00:04:28,441
머리카락을 하나 뽑아보죠.

105
00:04:28,441 --> 00:04:30,991
그리고 어떤 것이든 그 안에 어떤 것을 백만개나

106
00:04:30,991 --> 00:04:33,991
서로 이어 집어 넣는다 생각해보세요.

107
00:04:33,991 --> 00:04:37,037
머리카락의 길이가 아니라 자른 단면의 폭 방향으로요.

108
00:04:37,037 --> 00:04:39,175
머리카락의 폭을 눈으로 확인하기조차 매우 어렵죠.

109
00:04:39,175 --> 00:04:40,718
그런데 그 안에 백만개나 되는

110
00:04:40,718 --> 00:04:42,979
탄소 원자가 있을 수 있다니요.

111
00:04:42,979 --> 00:04:48,092
정말 대단하죠.

112
00:04:48,092 --> 00:04:49,026
우리가 알고 있는 것은

113
00:04:49,026 --> 00:04:51,375
탄소를 이루는 가장 작은 단위가 있다는 것입니다.

114
00:04:51,375 --> 00:04:53,933
모든 원소의 가장 작은 단위

115
00:04:53,933 --> 00:04:55,952
그런데 더욱 대단한 것은

116
00:04:55,952 --> 00:04:59,066
그 작은 기본 단위들이 서로 연관이 되어 있다는 점입니다.

117
00:04:59,066 --> 00:05:02,556
탄소 원자는 그보다 훨씬 더 작은 
기본 입자로 이루어져 있습니다.

118
00:05:02,556 --> 00:05:07,469
금 원자도 자신보다 더 훨씬 더 작은
기본 입자로 만들어져 있어요.

119
00:05:07,469 --> 00:05:10,445
원소는 실제로 이러한 기본 입자들이 나열된 것으로

120
00:05:10,445 --> 00:05:12,759
정의됩니다.

121
00:05:12,759 --> 00:05:14,087
만일

122
00:05:14,087 --> 00:05:15,901
그 기본 입자들의 수를 달리하면,

123
00:05:15,901 --> 00:05:17,844
그 원소의 성질이 바뀌게 됩니다.

124
00:05:17,844 --> 00:05:18,891
원소가 반응하는 방식

125
00:05:18,891 --> 00:05:22,769
심지어는 원소 자체도 바꿀 수 있게 됩니다.

126
00:05:22,769 --> 00:05:25,144
좀 더 자세히 알아보도록 하죠.

127
00:05:25,144 --> 00:05:28,010
그 기본 입자들에 대해서 말해 보겠습니다.

128
00:05:28,010 --> 00:05:31,825
여기 양성자(프로톤) 라는 게 있습니다.

129
00:05:31,825 --> 00:05:35,524
사실 양성자가

130
00:05:35,524 --> 00:05:38,003
-- 원자 핵에 있는 양성자의 수가

131
00:05:38,003 --> 00:05:40,096
핵에 대해서는 잠시 후에 다시 말씀드릴겁니다 --

132
00:05:40,096 --> 00:05:42,969
양성자의 수가 원소를 정하게 됩니다.

133
00:05:42,969 --> 00:05:45,492
이것이 원소를 특정하는거죠.

134
00:05:45,492 --> 00:05:47,333
여기 오른쪽의 주기율표를 보시면

135
00:05:47,333 --> 00:05:50,154
원소들은 원자번호의 순서대로 나열되어 있습니다.

136
00:05:50,154 --> 00:05:51,575
그리고 원자번호는

137
00:05:51,575 --> 00:05:54,667
문자 그대로 원소안에 있는 양성자의 수와 같습니다.

138
00:05:54,667 --> 00:05:58,667
그래서 정의를 따르면, 수소는 1개의 양성자를 가지고 있죠.

139
00:05:58,667 --> 00:06:02,800
헬륨은 2개, 탄소는 6개를 가지고 있어요.

140
00:06:02,800 --> 00:06:05,333
양성자 7개를 가진 탄소는 없습니다.

141
00:06:05,333 --> 00:06:07,172
만약 양성자를 7개 가지고 있다면 그것은 질소입니다.

142
00:06:07,172 --> 00:06:09,234
더 이상 탄소가 아닌거죠.

143
00:06:09,234 --> 00:06:10,589
산소는 모두 8개의 양성자를 가지고 있구요.

144
00:06:10,589 --> 00:06:12,673
만일 어떻게든 양성자를 한개 더하게 된다면

145
00:06:12,673 --> 00:06:14,050
그건 더 이상 산소가 아니에요.

146
00:06:14,050 --> 00:06:18,333
그렇게 되면 그것은 이제 불소에요.

147
00:06:18,333 --> 00:06:20,067
즉, 양성자의 수가 원소를 정합니다.

148
00:06:20,067 --> 00:06:22,967
원자번호는, 즉 양성자의 수는

149
00:06:22,967 --> 00:06:25,447
기억하세요 -- 양성자의 수입니다.

150
00:06:25,447 --> 00:06:27,674
양성자의 수는 여기 위쪽에 쓰인 숫자입니다.

151
00:06:27,674 --> 00:06:30,116
주기율표의 각 원자번호는

152
00:06:30,116 --> 00:06:31,529
-- 양성자의 수죠?

153
00:06:31,529 --> 00:06:34,133
양성자의 수와 같습니다.

154
00:06:34,133 --> 00:06:36,852
원자번호와도 일치하죠.

155
00:06:36,867 --> 00:06:38,861
사람들은 그 번호를 여기 위쪽에 쓰는데

156
00:06:38,861 --> 00:06:42,221
그 이유는 이 숫자가 원소의 특성을 정하기 때문입니다.

157
00:06:42,221 --> 00:06:46,133
원자를 이루고 있는 다른 두 물질은

158
00:06:46,133 --> 00:06:47,702
-- 아마 그렇게 부를 수 있을 듯한데요 --

159
00:06:47,702 --> 00:06:55,123
그 두 물질은 전자와 중성자입니다.

160
00:06:55,123 --> 00:06:57,541
여러분들의 머릿속에 그릴 수 있는 모형은

161
00:06:57,541 --> 00:07:00,420
-- 이 모형은 화학을 하면서 계속 보게 될텐데요,

162
00:07:00,420 --> 00:07:02,833
그 모형은 점점 더 추상화되어서

163
00:07:02,833 --> 00:07:04,821
점점 더 개념화하기가 어려워집니다.

164
00:07:04,821 --> 00:07:06,548
하지만 그걸 생각하는 한가지 방법은

165
00:07:06,548 --> 00:07:08,348
원자의 중심에는

166
00:07:08,348 --> 00:07:09,825
양성자와 중성자가 있다는 점입니다.

167
00:07:09,825 --> 00:07:11,600
이것들이 원자의 핵을 이룹니다.

168
00:07:11,600 --> 00:07:14,867
예를들어, 탄소는 6개의 양성자를 가지고 있죠.

169
00:07:14,867 --> 00:07:19,067
그래서 하나, 둘, 셋, 넷, 자섯, 여섯.

170
00:07:19,067 --> 00:07:22,385
탄소의 한 형태인 탄소12 원소는

171
00:07:22,385 --> 00:07:24,200
또한 6개의 중성자를 가지고 있습니다.

172
00:07:24,200 --> 00:07:25,748
탄소에는 또 다른 형태가 있는데

173
00:07:25,748 --> 00:07:28,021
중성자의 갯수가 다른 경우입니다.

174
00:07:28,021 --> 00:07:30,113
그래서 중성자의 수를 바꾸고 
전자의 갯수를 바꾸어도

175
00:07:30,113 --> 00:07:31,733
여전히 같은 원소인 탄소입니다.

176
00:07:31,733 --> 00:07:33,267
양성자의 수는 바뀔 수가 없어요.

177
00:07:33,267 --> 00:07:35,905
양성자의 수를 바꾸면 다른 원소를 얻게 되는거죠.

178
00:07:35,905 --> 00:07:39,200
여기 탄소12 원소의 핵을 그려보겠습니다.

179
00:07:39,200 --> 00:07:43,200
하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 여섯.

180
00:07:43,200 --> 00:07:46,487
여기 이것이 탄소12원소의 핵입니다.

181
00:07:46,487 --> 00:07:48,333
경우에 따라서 이렇게 쓰기도 하죠.

182
00:07:48,333 --> 00:07:51,132
어떤 경우에는 실제로

183
00:07:51,132 --> 00:07:53,831
양성자의 수도 함께 쓰기도 합니다.

184
00:07:53,831 --> 00:07:56,133
그 입자를 탄소12 라고 부르는 이유는

185
00:07:56,133 --> 00:07:58,677
-- 제가 중성자는 6개라고 했죠

186
00:07:58,677 --> 00:08:00,379
그 이유는 12가 그 합이기 때문입니다.

187
00:08:00,379 --> 00:08:03,675
이 숫자를 양성자와 중성자의 합으로 볼 수 있습니다.

188
00:08:03,675 --> 00:08:04,741
-- 12라는 수를 이해하는 한가지 방법이죠

189
00:08:04,741 --> 00:08:06,405
이 수와 관련하여 
여러분은 나중에 약간의 미묘한 변화를 보게 될 것입니다.

190
00:08:06,405 --> 00:08:07,770
-- 이것은 핵 내부에 존재하는

191
00:08:07,770 --> 00:08:11,844
양성자와 중성자의 합입니다.

192
00:08:11,844 --> 00:08:15,240
이 탄소 입자는 정의에 따라 원자번호 6을 갖습니다.

193
00:08:15,240 --> 00:08:16,628
하지만 이렇게 쓰는 방법도 있죠

194
00:08:16,628 --> 00:08:18,596
그 의미를 되새기도록 하는거죠.

195
00:08:18,596 --> 00:08:21,342
탄소 원자의 중심에는 핵이 자리합니다.

196
00:08:21,342 --> 00:08:24,863
그리고 탄소12 원소는 6개의 양자와 6개의 중성자를 갖습니다.

197
00:08:24,863 --> 00:08:27,495
또 다른 형태의 탄소인 탄소14 원소는

198
00:08:27,495 --> 00:08:30,909
6개의 양자를 가지도 있지만 중성자는 8개를 가집니다.

199
00:08:30,909 --> 00:08:32,467
즉, 중성자의 수는 바뀔 수 있습니다.

200
00:08:32,467 --> 00:08:34,610
그러나 여기 있는 탄소12는

201
00:08:34,610 --> 00:08:36,842
탄소12 원소가 중성...

202
00:08:36,842 --> 00:08:40,665
몇 초 후에 바로 
이 단어에 대한 미묘한 차이를 보여드리죠.

203
00:08:40,665 --> 00:08:43,200
만일 탄소가 중성이라면 6개의 전자를 갖고 있을겁니다.

204
00:08:43,200 --> 00:08:45,400
여기 전자 6개를 그려보겠습니다.

205
00:08:45,400 --> 00:08:49,467
하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 여섯

206
00:08:49,467 --> 00:08:51,836
그리고 한가지 생각할 수 있는 방법은 
-- 아마 이것이 첫번째 방법이겠는데요.

207
00:08:51,836 --> 00:08:54,634
전자와 핵 사이의 관계에 대하여

208
00:08:54,634 --> 00:08:56,892
생각해 볼 수 있는 첫번째 방법은 --

209
00:08:56,892 --> 00:08:58,846
마음대로 움직이고 있는

210
00:08:58,846 --> 00:09:00,835
전자들을 상상해 볼 수 있습니다.

211
00:09:00,835 --> 00:09:02,956
여기 이 핵 주변을 시끄럽게 돌아다니고 있죠.

212
00:09:02,956 --> 00:09:04,692
한가지 모델은

213
00:09:04,692 --> 00:09:06,700
핵 주변에 궤도를 따라 돌고 있다고 생각해 볼 수 있습니다.

214
00:09:06,700 --> 00:09:08,000
그런데 이것이 꽤 정확한 것은 아닙니다.

215
00:09:08,000 --> 00:09:10,499
말하자면 전자는 태양 주위를 움직이는

216
00:09:10,499 --> 00:09:11,660
행성처럼 정해진 궤도를 따라 움직이지는 않아요.

217
00:09:11,660 --> 00:09:13,749
하지만 이런 이해 방법은 
구조를 이해하는데 좋은 시작이 되죠.

218
00:09:13,749 --> 00:09:16,267
또 다른 이해 방법은 
전자가 핵 주위를 제멋대로 돌아다니는 모습입니다.

219
00:09:16,267 --> 00:09:18,691
즉, 핵주변에서 소란스럽게 돌아다니는거죠.

220
00:09:18,691 --> 00:09:19,956
그 이유는

221
00:09:19,956 --> 00:09:22,073
이 수준에서 현실은 매우 이상한 현상을 갖기 때문입니다.

222
00:09:22,073 --> 00:09:23,544
실제로 우리는 전자가 무엇을 하고 돌아 다니는지 알려면

223
00:09:23,544 --> 00:09:26,408
양자물리와 씨름해야만 합니다.

224
00:09:26,408 --> 00:09:29,190
이런 방향에서 여러분의 머릿속에 그릴수 있는 첫번째 모델은

225
00:09:29,190 --> 00:09:32,400
바로 이 탄소12 원자의 중앙에

226
00:09:32,400 --> 00:09:34,067
여기 이 핵이 놓여있는 것입니다.

227
00:09:34,067 --> 00:09:36,644
저 쪽에 이 핵이 자리잡고 있죠.

228
00:09:36,644 --> 00:09:40,733
그리고 이 전자들은 핵 주변을 미친듯이 돌아다니고 있어요.

229
00:09:40,733 --> 00:09:43,009
이들 전자가 핵으로 부터

230
00:09:43,009 --> 00:09:45,135
떨어져 나가지 않는 이유는

231
00:09:45,135 --> 00:09:47,200
그러니까, 이 전자들이 핵으로 튕겨져 되돌아 오는 이유는 말이죠,

232
00:09:47,200 --> 00:09:49,308
그 전자들이 이 원자의 일부로 남아 있는 이유는

233
00:09:49,308 --> 00:09:54,579
양성자가 전기적으로 양의 성질을 갖기 때문입니다.

234
00:09:54,579 --> 00:09:57,918
그리고 전자는 음의 성질을 갖거든요.

235
00:09:57,918 --> 00:10:02,477
이것이 이들 기본 입자가 갖는 성질 가운데 하나입니다.

236
00:10:02,477 --> 00:10:03,620
근본적으로 이들과 다른 전기적 성질을 띄는 것이 무엇인지

237
00:10:03,620 --> 00:10:05,467
생각해보면

238
00:10:05,467 --> 00:10:06,867
문제는 훨씬 더 심오해집니다.

239
00:10:06,867 --> 00:10:08,400
하지만 우리가 아는 한 한가지는

240
00:10:08,400 --> 00:10:10,697
전자기력에 대해서 생각해보면,

241
00:10:10,697 --> 00:10:13,146
다른 전하들은 서로를 끌어당기고 있습니다.

242
00:10:13,146 --> 00:10:14,959
그러니까, 가장 쉽게 생각해볼 수 있는 방법은

243
00:10:14,959 --> 00:10:16,546
양성자와 전자는

244
00:10:16,546 --> 00:10:18,133
서로 다른 극성을 갖기 때문에

245
00:10:18,133 --> 00:10:20,129
서로를 끌어 당기고 있죠.

246
00:10:20,129 --> 00:10:21,457
중성자는 중립입니다.

247
00:10:21,457 --> 00:10:25,088
그러니까 중성자는 여기 핵의 내부에 그냥 자리하고 있죠.

248
00:10:25,088 --> 00:10:28,579
중성자는 특정한 원소의 몇몇 원자에 대해서

249
00:10:28,579 --> 00:10:33,154
어떤 수준에서 그 성질에 영향을 줍니다.

250
00:10:33,154 --> 00:10:35,005
그러니까, 전자가 제멋대로 날아가 버리지 않고

251
00:10:35,005 --> 00:10:36,818
그 근방에 남아있는 이유는

252
00:10:36,818 --> 00:10:38,600
이것들이 무엇엔가 이끌리기 때문입니다.

253
00:10:38,600 --> 00:10:42,333
전자는 핵을 향해 끌려가죠.

254
00:10:42,333 --> 00:10:45,067
그 속도는 엄청납니다.

255
00:10:45,067 --> 00:10:47,140
-- 실제로 거의 불가능한건데 --

256
00:10:47,140 --> 00:10:48,446
우리가 또다시 물리학에서

257
00:10:48,446 --> 00:10:51,546
아주 이상한 부분에 대해서 이야기하고 있군요.

258
00:10:51,546 --> 00:10:52,570
전자가 실제로 무엇을 하는지

259
00:10:52,570 --> 00:10:54,164
이야기를 시작하면

260
00:10:54,164 --> 00:10:55,946
-- 글쎄요 --

261
00:10:55,946 --> 00:10:56,842
아마 여러분은

262
00:10:56,842 --> 00:10:57,924
전자가 충분히 제멋대로 돌아다녀서

263
00:10:57,924 --> 00:11:00,733
전자는 절대로 핵으로 빨려들어가지 않을 것이라고 
말할 수 있을 것입니다.

264
00:11:00,733 --> 00:11:02,867
아마 이 상황을 설명하는 한가지 방법일 것입니다.

265
00:11:02,867 --> 00:11:08,123
이제까지, 양성자의 수에 의하여 정의되는

266
00:11:08,123 --> 00:11:09,769
여기 이 탄소12 에 대하여 말씀드렸습니다.

267
00:11:09,769 --> 00:11:12,403
산소는 8개의 양성자를 갖는 원소로 볼 수 있습니다.

268
00:11:12,403 --> 00:11:16,467
여기서도 전자는 다른 전자와 상호작용을 하죠.

269
00:11:16,467 --> 00:11:18,650
이 전자들은 다른 원자에 의해 떨어져 나갈 수도 있죠.

270
00:11:18,650 --> 00:11:21,025
실제로 이런 현상에서

271
00:11:21,025 --> 00:11:23,271
우리는 화학의 상당 부분을 이해할 수 있습니다.

272
00:11:23,271 --> 00:11:25,995
화학은 하나의 원자가 혹은 원소가 
얼마나 많은 전자를 가질 수 있는지에

273
00:11:25,995 --> 00:11:27,600
기초하고 있습니다.

274
00:11:27,600 --> 00:11:29,467
그리고 그 전자들이 어떻게 작동하는지

275
00:11:29,467 --> 00:11:33,867
그리고 다른 원소의 전자들과 어떻게 작동하는지

276
00:11:33,867 --> 00:11:36,018
혹은 같은 원소의 다른 원자와 
어떻게 작용하는가에 달렸습니다.

277
00:11:36,018 --> 00:11:41,267
이제 우리는 한 원소의 원자가 같은 원소의 다른 원자와

278
00:11:41,267 --> 00:11:43,333
혹은 한 원소의 원자와 어떻게 반응하는지

279
00:11:43,333 --> 00:11:46,733
혹은 어떻게 결합할 수 있는지, 결합하지 않는지, 
또는 서로 끌어당기는지

280
00:11:46,733 --> 00:11:49,695
혹은 또 다른 원소의 다른 원자를 밀어내는지 등등의

281
00:11:49,695 --> 00:11:52,200
반응 방식을 예측할 수 있습니다.

282
00:11:52,200 --> 00:11:53,420
예를 들어보죠.

283
00:11:53,420 --> 00:11:56,300
나중에 이런 것에 대해서 꽤 많이 배우게 될텐데요.

284
00:11:56,300 --> 00:12:00,144
또다른 원자가 탄소로 부터

285
00:12:00,144 --> 00:12:02,723
전자를 빼앗아 갈 수도 있습니다.

286
00:12:02,733 --> 00:12:05,552
그 이유가 어떻든지 말이죠 --

287
00:12:05,552 --> 00:12:10,338
그리고 우리는 어떤 원소들의 특정한 중성원자에 대해서도 언급할 것입니다.

288
00:12:10,338 --> 00:12:13,723
다른 무엇보다도 전자들 간의 관계에 관심을 가질 것입니다.

289
00:12:13,723 --> 00:12:15,218
그래서, 그런 여러가지 가운데 한 경우는

290
00:12:15,218 --> 00:12:17,160
탄소가 가진 전자를 빼앗아가게 됩니다.

291
00:12:17,160 --> 00:12:19,230
그렇게 되면 탄소는

292
00:12:19,230 --> 00:12:21,831
양성자의 수보다 적은 수의 전자를 갖게 되겠죠.

293
00:12:21,831 --> 00:12:25,138
그러면 그 탄소는 6개의 양성자와 5개의 전자를 갖게 됩니다.

294
00:12:25,138 --> 00:12:27,800
그러면 그 탄소는 
전체적으로 양의 전기적 극성을 갖게 될 것입니다.

295
00:12:27,800 --> 00:12:30,039
결국 그 탄소12 의 경우, 전에 언급한 첫번째 형태는

296
00:12:30,039 --> 00:12:34,267
6개의 양성자와 6개의 전자의 전기적 극성이 상쇄되고

297
00:12:34,267 --> 00:12:36,553
전자를 한개 잃은 경우에는 5개의 전자만 남게 되는데

298
00:12:36,553 --> 00:12:38,933
전체적으로는 양의 전기적 극성을 띄게 됩니다.

299
00:12:38,933 --> 00:12:40,785
화학에서는 이러한 현상들에 대하여

300
00:12:40,785 --> 00:12:42,867
더많은 논의를 하게 될 것입니다.

301
00:12:42,867 --> 00:12:44,302
제가 희망하는 바는

302
00:12:44,302 --> 00:12:46,133
여러분들이 이런 현상에 흥미를 갖게되고
그 가치를 느끼게 되는 것입니다.

303
00:12:46,133 --> 00:12:51,800
이미 우리는 원자라는 기본적인 재료를

304
00:12:51,800 --> 00:12:53,118
갖게 되었습니다.

305
00:12:53,118 --> 00:12:54,920
이보다 더 멋진 것은

306
00:12:54,920 --> 00:12:56,759
이러한 기본 재료들이

307
00:12:56,759 --> 00:12:58,667
심지어 더 기본적인 물질들로 이루어져 있다는 점입니다.

308
00:12:58,667 --> 00:13:00,867
이런 것들을 바꿔가면서

309
00:13:00,867 --> 00:13:03,129
원자의 성질을 바꿀 수 있습니다.

310
00:13:03,129 --> 00:13:06,044
아니면 한 원소의 원자로 부터

311
00:13:06,044 --> 00:13:09,036
다른 원소의 원자로 바꿀 수도 있습니다.