모든 원자는 작은 신분증 두 장을 가지고 있어요. 하나는 "원자 번호"이고, 다른 하나는 "질량수"예요. 둘은 거의 비슷하게 들려서 사람들이 헷갈리는 것도 당연해요. 하지만 이 둘은 전혀 다른 질문에 답한답니다. 그러니 각각에게 차례를 주어 볼까요.

먼저 원자 속을 들여다보세요. 한가운데에는 원자핵이라고 부르는 덩어리가 있고, 그 안에는 두 종류의 입자, 양성자와 중성자가 가득 들어 있어요. 바깥쪽에서는 아주 작은 전자들이 윙윙 돌고 있지요. 오늘의 주인공은 바로 원자핵이에요.

원자 번호는 그저 양성자의 개수예요. 그게 전부랍니다. 양성자를 세면 바로 알 수 있어요.

양성자가 왜 그렇게 중요할까요? 양성자의 수가 그 원자가 어떤 원소인지 정하기 때문이에요. 양성자가 하나면? 수소예요. 여섯 개면? 탄소지요. 일흔아홉 개면? 순금이에요. 양성자의 수를 바꾸면, 원소가 완전히 달라진답니다.

질량수는 다른 종류의 셈이에요. 양성자와 중성자를 모두 더한 수, 즉 원자핵 안에 있는 무거운 입자들을 모두 센 수예요. 전자는 깃털처럼 아주 가벼워서 이 목록에는 끼지도 못한답니다.

탄소를 떠올려 보세요. 탄소에는 양성자가 6개 있어서 원자 번호가 6이에요. 그 옆에 있는 중성자 6개를 더하면 질량수는 12가 되지요. 같은 원자이지만, 두 가지 정직한 대답을 해요. _"나는 누구일까"_와 "나는 얼마나 무거울까."

이제 재미있는 부분이에요. 원자는 양성자는 그대로 두고 중성자를 더 많이 품을 수 있어요. 원자 번호는 그대로라서 여전히 같은 원소이지만, 질량수는 올라가지요. 이렇게 더 무거운 형제들을 동위원소라고 불러요.

이렇게 기억하면 쉬워요. 원자 번호는 더 작은 수예요. 양성자만 세니까요. 질량수는 더 큰 수예요. 양성자와 중성자를 더하니까요. 그리고 세 가지 중 두 가지를 알고 있다면, 뺄셈으로 나머지 하나를 찾을 수 있어요. 질량수에서 양성자 수를 빼면 중성자 수가 된답니다.

그러니 다음에 원자가 두 장의 신분증을 반짝 보여 준다면, 각각이 무엇을 뜻하는지 정확히 알 수 있을 거예요. 하나는 이름을 알려 주고, 다른 하나는 무게를 알려 주지요. 작은 숫자 두 개, 이제 다시는 같은 일을 하지 않아요.