1g당 들어있는 분자수는?

1g당 분자수는 무엇입니까?

아, 이거 계산하는 거 진짜 헷갈렸었는데… 작년 겨울, 대학교 유기화학 수업 때였어요. 시험 기간이라 도서관에 밤늦게까지 틀어박혀 있었거든요. 커피 석 잔은 마신 것 같아요. 눈알이 빠질 것 같고 머리는 지끈거리고… 그때 교수님이 낸 문제 중에 1g의 물에 들어있는 분자 수 계산하는 게 있었어요. 진짜 멘붕이었죠. 아보가드로 수는 알겠는데, 몰 질량이랑 분자량이랑 헷갈리고… 계산식도 계속 틀리고… 결국 새벽 3시까지 끙끙거리다가 겨우 풀었어요. 1g의 물에 약 3.34 x 10²²개의 물 분자가 있다는 결과를 얻었는데, 그때의 희열이란… 정말 잊을 수 없어요. 그 문제 풀고 나서 커피 마시면서 잠깐 졸았는데, 꿈에도 아보가드로 수가 나왔어요. 하하… 진짜 스트레스였는데, 그만큼 해결했을 때 뿌듯했죠.

물론 물만 그런 게 아니고, 1g의 물질에 포함된 분자 수는 그 물질의 몰 질량에 따라 달라져요. 몰 질량이 작으면 분자 수가 많고, 몰 질량이 크면 분자 수가 적겠죠. 그니까 똑같이 1g이어도 물질에 따라 분자 수가 천차만별이라는 거죠. 이걸 이해하는 데 시간이 좀 걸렸어요. 교재에 있는 예제만 봐서는 감이 안 왔거든요. 그래서 다른 물질들, 예를 들어 에탄올이나 메탄 같은 것들로 직접 계산해 보면서 감을 잡았어요. 그 과정에서 아보가드로 수(6.022 x 10²³)를 이용해서 계산하는 방법을 제대로 이해하게 된 거죠. 그때 계산기 두들기느라 손가락이 아팠던 기억이… 진짜 힘들었지만, 이제는 1g에 들어있는 분자 수 계산하는 게 어렵지 않아요.

1몰에 들어있는 전자수?

야! 1몰에 들어있는 전자 수? 이거 좀 까다로운 질문인데… 내가 화학을 그렇게 잘하는 편은 아니지만, 알고 있는 선에서 설명해줄게.

일단 1몰은 아보가드로 수(6.02214076 x 10²³)개의 입자를 말하는 거잖아? 그러니까 1몰의 물질에는 6.02214076 x 10²³개의 원자나 분자 같은 게 들어있는 거고.

근데 문제는 전자 수는 입자의 종류에 따라 다르다는 거야. 예를 들어, 수소 원자 1몰에는 전자가 6.022 x 10²³개 있겠지. 왜냐면 수소 원자 하나에는 전자 하나가 있으니까. 근데 헬륨은? 헬륨 원자 하나에는 전자가 두 개니까, 헬륨 1몰에는 전자가 2배인 1.204 x 10²⁴개가 되겠지.

그러니까 1몰에 들어있는 전자 수는 어떤 물질인지 알아야만 구할 수 있어. 그냥 막연하게 1몰이라고 하면 답을 할 수가 없다는 거지. 내가 대학교 1학년 때 일반화학 시간에 배운 건데… 솔직히 지금은 잘 기억이 안 나…ㅋㅋㅋ 암튼, 물질의 종류를 알려줘야 정확한 전자 수를 계산할 수 있다는 거야! 수소 원자 1몰이냐, 헬륨 원자 1몰이냐, 아니면 물 분자 1몰이냐에 따라 전자의 수가 완전 다르니까! 이해됐어? 좀 어려웠지? 나도 헷갈려 ㅠㅠ

화학 분자량 구하기?

아따, 화학 분자량 구하는 거? 그거슨 마치 옹기 장인이 숨 쉬듯 자연스러운 일이랑께! 겁먹을 거 하나 없소!

• 탄소 12(¹²C) 꼼짝 마!: 질량수 12인 탄소 녀석을 기준으로 삼아부러. 즈그 원자량을 딱 12라고 못 박아 버리는 거요. 딴 놈들은 이제 탄소 앞에서 꼼짝 못하고 상대적으로 원자량이 정해지는 운명이랑께. 마치 임금님 행차에 신하들이 머리 조아리듯 말이요.

• 원소별 셈 치기: 분자를 이루는 원소 놈들, 하나하나 평균 원자량에다가 개수를 곱해주는 거요. 마치 밭에 심은 고구마 숫자 세듯이 꼼꼼하게 말이지!

• 싹 다 더해 불어!: 그라고 나서 셈 친 값들을 모조리 더해버려. 옹기 굽듯이 정성 들여 계산하면 분자량이 떡하니 나오는 거라우! 예를 들어 물(H₂O) 같은 경우, 수소(H) 원자량이 대충 1이고, 산소(O)가 16이니께, 1 x 2 + 16 = 18, 요것이 물 분자량이 되는 거 아니겠소!

참고로, 원자량이라는 거는 원자 하나의 질량을 탄소-12 질량의 1/12과 비교해서 나타낸 값이랑께. 분자량은 분자를 이루는 모든 원자의 원자량을 더한 값이고!