수소이온

요약 수소원자가 하나뿐인 최외각전자를 잃어 만들어지는 1가의 양이온으로, 수소원자가 다른 원자들과 결합하고 있다가 물에 녹아 이온화되어 만들어진다. 이 수소이온이 그 용액의 pH, 즉 산성도를 가늠하는 기준이 되는데, 그 농도가 높을수록 pH는 작으며 강한산성물질이다.

수소원자는 그 구성이 가장 간단한 원자로서, 1개의 양성자와 1개의 전자로 이루어져 있고 중성자는 가지고 있지 않다. 따라서 총 질량수는 (양성자의 질량수 1) + (중성자의 질량수 0) = 1 이다. 그리고 1개의 양성자로 이루어진 수소원자핵 주변을 1개의 전자가 떠돌아 다닌다.

그런데 수소원자가 주변의 화학반응에 의해 전자를 잃게 되면 수소원자핵 위치에 있는 1개의 양성자를 제외하면 아무것도 존재하지 않으므로 결국 ‘양성자’와 같은 물질이 된다. 따라서 양성자가 띠고 있는 1가의 양전하를 띠게 되고 크기가 매우 작아진다. 수소원자핵의 크기는 수소원자의 크기에 비해 매우 작은데, 이는 전자가 원자핵의 크기에 비해 매우 큰 반경을 그리며 원자핵 주변을 돌고 있기 때문이다. 전자를 잃고 나면 전자가 움직이면서 차지하고 있던 공간만큼 크기도 작아지는 것이다. 전자의 질량은 양성자의 질량에 비해 무시할 정도로 작기 때문에 질량에는 큰 변화가 없고, 질량수는 여전히 1이다.

수소이온은 산이 물에 녹으면서 내놓는 물질이기도 하다. 수소원자가 다른 원자들과 결합하고 있다가 물에 녹으면 이온화되어 수소이온의 상태로 존재하게 되는데, 이렇게 만들어진 수소이온은 그 용액의 pH, 즉 산성도를 가늠하는 기준이 된다. 수소이온의 농도가 높을수록 pH가 작으며, 강한산성물질이라 부른다. 우리가 일상 생활에서 많이 접하는 식초나 사과, 레몬과 같은 과일 등에도 비교적 적은 비율이지만 수소이온이 포함되어 있으며 염산이나 황산 등은 물에 녹으면 많은 수소이온을 내는 강산의 대표적인 물질이다. 그리고 이렇게 수소이온이 과량 포함된 물질들은 신맛을 내는 일반적인 성질이 있다.

수소이온은 수산화이온을 만나면 중화반응을 진행하여 물을 만든다.