화학의 원리를 눈으로 본다
이 세상 무슨 일이든지 ‘원리를 알면 쉽다’.
중고등학교에서 배우는 화학은 학년이 올라갈수록 배우는 내용의 양과 깊이가 상당하다. 그래서 기초를 제대로 다지지 않으면, 그 뒤에 전개되는 다양한 내용을 이해하기 어렵게 된다.
특히 화학은 눈에 보이지 않는 현상의 변화를 다루는 과목이다. 자칫 어려워 보일 수도 있지만, 사실 화학은 놀라울 만큼 단순한 원리를 바탕으로 이루어져 있다.
이 책은 물질을 만드는 원자의 이야기부터 시작해 화학의 ‘안내도’인 주기율표와 원소의 특징, 화학 결합과 화학 반응, 그리고 탄소가 주역인 유기 화학의 내용을 기초부터 응용까지 상세히 소개한다.
제1장에서는 물질의 근원인 원자를 분석한다. 원자핵과 전자, 전자의 역할, 원소와 원자의 개념을 정리한다. 제2장에서는 화학의 기본이자 기둥인 주기율표의 원리를 알아본다. 전자 배치의 원리, 이온, 금속, 전이 원소, 비활성 기체, 희토류, 불꽃 반응의 원리 등을 통해 주기율표를 완전히 이해할 수 있다.
제3장에서는 화학 결합을 배운다. 원자와 분자의 결합, 물질 상태의 변화, 기체의 성질과 고체의 구조, 몰(mol)의 개념, 반도체 등에 대해 알아본다. 제4장의 주제는 이온과 화학 반응이다. 이온의 정체와 결합의 법칙, 삼투압, 산과 염기, 중화와 염, 산화와 환원 등의 기본 원리를 다룬다.
마지막으로 제5장에서는 탄소가 만들어 내는 유기 화학을 설명한다. 유기 화학에서 탄소가 ‘활약’할 수 있는 과학적 배경과 함께 유기물의 ‘골격과 장식’, 이성질체, 인공 유기물, 그리고 석유 화학과 약학의 관계 등도 상세히 알아본다.
400여 컷에 이르는 세계 최고 수준의 그림과 사진, 상세하고도 쉬운 설명으로 이루어진 이 책이 화학을 배우는 학생이나, 화학의 내용을 새로 정리하려는 분 모두에게 큰 도움을 주리라는 점을 믿어 의심치 않는다.
● 화학의 출발점인 주기율표의 구성 원리와 화학의 법칙을 400여 컷의 그림과 사진으로 설명
화학의 출발점은 주기율표이다. 화학의 근본은 원소인데, 전자의 배치 등 원소의 성질과 원리를 일목요연하게 정리해 놓은 것이 주기율표이기 때문이다. 또 원소는 분명한 원칙에 따라 결합하고 반응한다. 따라서 이러한 기본 원리를 확실한 ‘내 것’으로 만들면, 그 이후의 어떤 응용에도 충분히 대비할 수 있다. 이 책 <중고등학교 화학>은 중고등학교 과정에서 다루는 모든 내용을 400여 컷의 그림과 사진을 바탕으로 설명한다. 학교에서 배우는 화학의 모든 원리를 눈으로 직접 확인하면서 ‘내 것’으로 만들 수 있다.
● 입체 주기율표 등, 원소의 특성을 한눈에 이해시켜 주는 독창적인 그래픽으로 구성
화학의 내용은 원소, 원자, 전자, 원자·이온·분자의 결합, 기체·액체·고체, 산·염기·중화, 산화와 환원 등 수많은 요소와 원리, 법칙으로 이루어져 있다. 이러한 복잡한 내용을 정리해서 이해하는 데는 시각 자료의 역할이 무엇보다 중요하다. <중고등학교 화학>에서는 입체 주기율표 등 Newton만의 오랜 노하우로 개발한 독창적인 그래픽을 이용해 화학의 수많은 원리를 눈으로 이해시켜 준다.
● 눈에 보이지 않는 화학 변화의 과정을 세계 최고 수준의 그림과 전문가의 설명으로 이해
눈에 보이지 않는 것을 이해하기는 쉽지 않다. 그러한 과목일수록 그래픽의 중요성이 더욱 강조된다. 과학 잡지 Newton은 과학의 모든 분야를 세계 최고 수준의 그래픽으로 전달하는 것으로 유명한 과학 잡지이다. Newton이 펴낸 <중고등학교 화학> 역시 정밀한 그림과 사진, 그리고 전문가의 쉬운 설명으로 화학 변화의 과정을 눈으로 확인시켜 준다.
● 물질의 근원 ‘원자’, 물질의 결합, 화학 반응의 주인공 ‘이온’, 유기 화학의 기초와 응용을 상세 설명
<중고등학교 화학>은 총 5개의 장으로 나누어져 있다. 즉 원자, 주기율표와 원소, 화학 결합, 이온과 화학 반응, 탄소가 만드는 유기 화학이 그것이다. 이들 각각의 모든 내용은 기초에서부터 시작해 점차 응용 단계로 발전해 나가도록 구성되어 있다. 하나하나의 내용을 그림을 통해 눈으로 이해해 나가다 보면 화학의 전체 구조가 머리에 정리될 것이다.
● 뉴턴 하이라이트 시리즈의 122번째 과학 단행본
과학 잡지 은 특히 독자의 호응이 높았던 기사만을 주제별로 재정리해, 새로운 감각의 과학 단행본 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’로 출간하고 있다. <중고등학교 화학>은 그 122번째 책으로, 앞서 나온 <상대성 이론> <양자론> <뇌와 뉴런> <미분과 적분> <신바한 수학의 세계> 등과 함께 절찬리에 판매되고 있다.
프롤로그
과학은 친근한 과목
휴대 전화, 종이, 연필 등 모든 것이 화학의 결정체이다!
인터뷰 사쿠라이 히로무 일본 교토 약과대학 명예 교수
새하얀 종이에 그림을 그리듯 물질을 만들어 낸다
제1장 물질의 근원, 원자를 알자
모든 물질은 원자로 이루어져 있다 / 원자의 모습 / 원자와 원소 / 전자의 발견 / 원자핵의 발견 / 전자는 어디에 있는가? / 전자의 불가사의 / 전자구름의 모양 / 화학 반응을 일으키는 것 / 원자핵에 있는 것 / 동위 원소란 무엇인가? / 원자핵을 결합시키는 힘 / 우주에는 어떤 원소가 어느 정도 있는가? / 가벼운 원소가 생기는 과정 / 무거운 원소가 생기는 과정 / 새로운 원소를 만든다
* 칼럼 화학 반응이란 무엇인가?
제2장 주기율표와 원소를 배우자
주기율표의 탄생 / 현재의 주기율표 / 주기율표와 전자 배치 / 전이 원소 / 원자의 반지름 / 이온이 되기 쉬운 정도 / 반응하기 쉬운 금속 / 탄소와 규소 / 비활성 기체 / 금속의 성질 / 불꽃 반응 / 희토류 원소 / 몸속에 있는 원소
* 칼럼 원소의 기준이 탄소가 된 까닭
제3장 물질은 어떻게 결합하는가?
원자끼리의 결합 / 분자끼리...의 결합 ①~③ / 물질 상태의 변화 ①~③ / 기체의 성질 / 기체의 상태 방정식 / 고체의 구조 / 결정 성장과 격자 결함 / 비결정질과 결정 / 반도체
* 칼럼 물이 얼지 않는 과냉각
칼럼 편리한 단위 ‘mol(몰)’
칼럼 세라믹
제4장 이온과 화학 반응을 배우자
이온의 발견 / 이온의 정체 / 이온의 법칙 / 이온 결합 / 물에 녹는다는 것은 무엇인가? / 어는점 내림·끓는점 오름 / 물은 전기를 통할까? / 산과 염기 / 위 속의 산 / 중화와 염의 성질 / 산화와 환원 / 칼럼 ‘불’의 정체 / 이온화 경향 / 전지의 메커니즘
* 칼럼 바닷물과 혈액의 성분
칼럼 삼투압
칼럼 샴푸와 린스
칼럼 이온화 경향과 이온화 에너지
제5장 탄소가 만들어 내는 유기 화학
유기 화학과 무기 화학 / 유기물의 분해 / 케쿨레의 구조설 / 탄소의 ‘손’의 정체 / 탄소의 공유 결합 / 주기율표에서 보는 탄소의 ‘세기’ / 유기물의 골격 / 유기물의 ‘장식’ / 이성질체 / 자연계의 유기물 / 세포의 부품 /인공 유기물 / 석유 화학 / 약학과 유기물 / 유기 화학의 미래
* 칼럼 다랑어의 뱃살은 왜 입에서 녹을까?
뉴턴프레스 [저]
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