원자를 구성하는 양성자의 개수를 나타내는 수치로, 화학 원소를 구분하는 가장 기본적인 기준이다. 일반적으로 기호 Z로 표기되며, 주기율표에서 각 원소의 고유한 위치를 결정한다. 예를 들어 수소의 원자번호는 1, 탄소는 6, 산소는 8이다. 원자번호는 원소의 화학적 성질과 전자 배치를 결정하는 핵심 요소로 작용한다.
원자번호는 20세기 초 헨리 모즐리의 연구를 통해 원소 분류의 기준으로 확립되었다. 이전에는 원자량이 주기율표 배열의 기준이었으나, 원자번호가 더 정확한 물리적 의미를 지닌다는 점이 밝혀졌다. 중성 원자에서는 원자번호가 전자의 수와 같아 전자 껍질 구조를 결정하며, 이는 반응성이나 결합 방식과 직결된다. 또한 원자번호는 동위원소를 구분하는 기준과는 다르며, 핵반응과 방사성 연구에서도 중요한 개념으로 활용된다.
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