안녕하세요!
강의로 큰 도움을 받고 있단 소식을 들으니 저도 정말 고마운데요? ^^
설명하기에 앞서, 이 부분은 atomic mass unit(amu)을 개념적으로 이해하는 것 보다
실질적으로 양을 다루는 계산 (molar mass , number of moles 와 mass 사이의 unit conversion)을 바로바로 정확하게 잘하는 것이 시험에서는 훨씬훨씬~~~더 중요하므로
amu의 의미에 대해서는 가볍게 들어도 사실은! 별 문제는 없어요. ^^
그러면 이제 설명을 해볼게요?
atomic mass unit (amu)는 g이나 kg처럼 mass를 표현하는 단위인데,
atom 알갱이 한개를 g으로 표시하기엔 너무 숫자가 작아지니까 그냥 새로 만들어낸 아주 작은 단위라고 생각하면 되구요.
책이나 과정에 따라서 atomic mass 표현하는 숫자 뒤에 amu라고 써주기도하지만
아예 생략해버리기도(no unit, 즉 단위가 없다고 표현하기도) 합니다.
C-12라는 carbon 한 개의 mass를 12 (amu) 라고 표현하기로 한 것을 강의에서 이야기했을거에요.
그리고 H, O 이런애들 이야기도 했을거구요. 저울 그림 그리면서 설명했을텐데.. 기억 나죠?
아무튼 이 amu 라는 단위가 결국 모든 atomic mass 를 표현하는데 사용하기로 한 약속이 되기 때문에
일반적으로 atomic mass의 단위로는 엄밀히 말해서는! g/mol이 아닌 amu라는 단위를 사용합니다
.(하지만 이 값에다가 g/mol 이란 단위를 붙여서 사용을 더 자주 하기 때문에!
이런 내용이 섞여서 헷갈릴 수 있는데 왜 이렇게 되는지 그 이유는 뒤에 molar mass에 대한 설명에서 이어가기로~~ )
또 atomic mass 라는 것은 사실 정확하게 말하면 relative atomic mass(average atomic mass), 즉 평균치 값인데,
이 값은 지구 상에 존재하는 carbon 이 다 같은 mass로 이루어진 carbon이 아니라
mass number이 조금씩 다른 종류들이 있기 때문에(이걸 isotope이라 하고, 강의에서 또 자세히 나옵니다)
이 isotope들을 존재하는 비율을 감안한 평균 값으로 구해놓은 것이
각각 element 들의 atomic mass(average atomic mass) 라고 하는 것입니다.
위쪽에 설명에서 C-12라고 한 것이 바로 12라는 mass number을 갖는 C isotope을 지칭한 것이구요.
그래서 우리가 C-12라고 isotope 한 종류를 제한하지 않고,
일반적으로 '그냥 C'의 atomic mass는 무엇이냐 하면 12.01 amu라고 (isotope을 평균 낸 값)하는 것이죠.
(그리고 이 atomic mass들이 바로 periodic table에 각각의 element에 쓰여있는 값)
그런데말입니다!
여기서부터가 중요한데요.
C가 1'개' 있다 상상하면 그의 mass 가 12.01 (amu) 이고
C가 1mole 있으면 mass 가 12.01 g 이 됩니다.
또 여기서 추가로 molar mass 라는 개념을 다시 짚어보자면,
"molar mass: mass in g of any substance"
즉 atom, molecule, ion 등 아무 물질이나 1mole에 해당하는 양을 가져와서 mass(g)를 재면
그것이 바로 걔의 molar mass 라고 하는 것입니다.
그리고 그 단위가 바로 g/mol이 됩니다.
즉
molar mass of C = 12.01 g/mol
이 되는거죠.
(근데 여기까지의 내용이 혹시 좀 어렵거나 헷갈린다고 하더라도.
사실 이후 단원의 켐 내용에서 쓰이는 원리는 굉장히 단순합니다. 다음의 사항만 기억해도 돼요.)
어떤 atom의 molar mass 라고 하는 것은 atomic mass로 나와있는 숫자에다가 amu 단위만 g/mol로 바꿔치기 하면 되구요.
또 molecule 이 주어졌을때 molar mass를 구하려면 atomic mass를 모두 더한 sum으로 molecular mass를 구해서
거기에다가 g/mol란 단위만 붙여주면 되는 것입니다.
즉
atomic mass of C 은 12.01(amu) 지만
molar masss of C은 12g/mol 인거죠.
여기까지 설명을 이해한 다음에,
다시 학생의 질문에서
"g에 1/atomic mass를 하면 moles이 된다고 하셨는데" 부분을
--> "g 에 1/molar mass 를 하면 mole 이 된다."
라고 정정해서 보면 매끄럽게 이해가 될 것 같습니다!
쉽게 이해 하게끔 숫자만 놓고 보여주려 저렇게 설명을 했을텐데,
단위를 꼼꼼히 신경 쓴 학생에게 오히려 헷갈리게 한건지 조금 미안해지네요 ㅠ ㅠ
(처음에 개념을 설명할 땐 단위에 대한 부연 설명이 길어지면 너무 어렵게 느껴질까봐
보통 시중의 기본서와 자료에도 이렇게 그냥 간단히 표현을 많이 하거든요. ㅎㅎ)
진짜 마지막 정리!!!
molar mass 는
- molecular mass 값에 g/mol 붙인 것
- atomic mass 값에 g/mol 붙인 것
이라고 생각하면 정리가 잘 될 것 같아요.
이해가 잘 되었을까요??? 일단 이 답변 글을 토대로 한번 손으로 써보면서 정리를 쭉 해보구요,
혹시라도 잘 모르겠는 부분이 있다면 다시 질문 남겨주세요! ^^
계속 열공하시길요~~~!!! ^ ^
Dani 쌤