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101 화학 : 진짜 핵심 진짜 재미 진짜 이해
101시리즈1 ㅣ 푸른들녘
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2024년 06월 04일
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352page/141*203*26/623g
  • ISBN
9791159258855/1159258856
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  • 상세정보
  • 세상의 모든 화학을 101개 키워드로 설명한다! 인간을 포함한 물질과 우주는 화학에서 시작한다는데, 눈에 보이지 않는 원소며 원자, 핵 그리고 우주를 구성하는 모든 물질의 기본 재료가 된다는 수소와 헬륨이 나와 대체 무슨 상관일까? 수소는 우주에서 가장 흔한 원소로, 산소와 함께 생명에 없어서는 안 될 물을 구성하는 원자다. 수소에 이어 헬륨은 두 번째로 흔한 원소지만 지구에서는 희귀하다. 헬륨은 땅속 갈라진 틈이나 모래 틈에서 서서히 빠져나와 지금도 다른 기체들과 섞여 운동하면서 대기를 구성하고 있다. 이런 것들을 다 외워야 할까? 아니다. 화학은 암기과목이 아니라 이해해야 하는 분야다. ‘암기과목이 아니라니, 주기율표와 각종 화학식, 분자식, 원소기호를 달달 외우면 되는 과목 아닌가?’ 하고 갸우뚱해졌다면 주목하자. 인간은 전적으로 화학적인 존재다. 우리는 매 순간 화학과 소통하고 있다. 주기율표를 열심히 외워봐도 산화-환원 반응이 무엇인지 모르겠고, 여전히 화학이 낯설고 어렵다면 조금만 생각을 바꾸어보자. 아침에 눈을 뜨고 감을 때까지 우리는 화학과 함께한다. 씻을 때 비누가 때를 씻어내는 데에는 기름때를 잡아당기는 계면활성제의 반응이 작용한다. 음식에서 맛있는 냄새가 나는 이유, 맛이 느껴지게 하는 것, 시원하게 마시는 탄산 음료 한 잔에도 화학 반응이 숨어 있다. 자동차에 쓰이는 연료와 전자기기를 사용하기 위해 쓰이는 전지는 물론, 자는 동안에도 우리는 호흡하는 과정에서 산소를 마시고 이산화탄소를 내뿜는다. 어느 하나 화학 반응과 연결되지 않는 것이 없다. 문제집 속 화학, 주기율표 암기를 넘어서 원리를 이해하면 화학식과 분자식은 더는 외워야 할 것이 아니라 깨닫고 소화할 수 있는 친구가 된다.
  • 술술술 재미있게 읽다 보면 착착착 쌓여가는 화학 지식 우리를 둘러싼 모든 물질이 가진 화학의 비밀을 안내하기 위해 국제 화학 올림피아드 운영위원, 과학 앰배서더, 대한화학회 이사를 역임한 정규성 교수가 나섰다. 물리화학 박사이자 교육 현장에서 학생들과 활발하게 만나고 있는 저자는 별의 탄생부터 일상의 화학, 미래를 위해 알아두어야 할 화학 지식까지 갈릴레이 이후 인류가 이룬 성과에서 화학이 물질 과학에 영향을 미친 중요도에 따라 101개 키워드를 꼽았다. 정규성 교수와 함께 101개 키워드를 따라가면 어느새 향기를 맡으면 에스터를 떠올리고, 손을 씻으며 친수기를 생각하고, 자고 일어나면 밤새 내뿜은 이산화탄소를 내보내기 위해 환기하며, 얼음이 부풀 것을 감안하여 물을 적게 얼리는 자신을 발견할 것이다. 외우기 위해 애쓰는 대신, 『101 화학』을 만나면 세상을 바라보는 지식의 한계를 뛰어넘을 수 있다. 과학 기술 발전을 이용하고 활용하는 책임은 인간에게 있음을 깨닫고, 환경오염을 이야기할 때 내연기관과 석탄을 탓하지 않고 탄소 감축을 위해 인류가 해야 할 노력을 고민하며, 석탄 또한 지구가 우리에게 준 귀중한 선물임을 알 수 있을 것이다. 과학 기술 개발에는 늘 양면성이 따르며, 인간의 모든 에너지 소비는 필연적으로 환경파괴를 수반한다. 우리는 화학 지식을 응용해 지구를 보호하며 개인의 삶을 더 윤택하고 지혜롭게 하는 기적을 만드는 사람이 될 수 있다. 더욱이 생각해볼 거리를 던져주는 재치 있는 일러스트들은 화학으로 가는 문턱을 낮추는 데 도움을 준다. 읽다가 덮는 과학책, 외우기만 하는 과학책 대신 101개 키워드에 담긴 이야기를 호흡에 맞추어 따라가보자. 그러면 어느새 화학 지식이 이해되고, 과학을 알아가고 교양을 쌓아가는 자신을 만날 것이다. 책장을 덮고 난 이후에는 주기율표 너머의 새로운 화학을 볼 수 있으리라. 101개 단어로 배우자! 푸른들녘 101 시리즈는 각 전문가가 분야별로 엄선한 101개 키워드로 문해력을 키우고, 청소년에게 꼭 필요한 지식과 정보를 제공합니다. 학교 공부와 교양은 별개의 장에 놓여 있는 것이 아닙니다. 과거와 현재, 나와 세상을 잇는 101개의 생생한 키워드로 교과 연계, 핵심 개념 이해, 논술 준비까지! 『101』이 함께합니다.
  • 여는 글 _우주의 탄생과 물질의 근원 001 4원소설 _물질은 무엇으로 이루어졌을까? 002 연금술과 연금술사 _실패한 연금술, 화학 발전의 초석이 되다 003 원자 _현대과학의 바탕이 된 불멸의 아톰 004 원자의 크기 _우리는 원자를 볼 수 있을까? 005 아원자 입자 _원자보다 더 작은 입자가 발견되다! 006 전자 _톰슨이 발견한 전자 이야기 007 핵 _악어 선생이 찾은 원자 속 알맹이 008 전자의 전하량 _밀리컨, 전자의 물리량을 측정하다 009 원자의 구조 _더 자를 수 없는 알갱이를 나누고 나누어 010 주기율 _원소들에는 주기적인 성향이 있어요 011 동위원소 _이름은 같지만 원자량이 다른 원소들 012 토리노의 성의 _종교적 진실과 과학적 진실은 타협할 수 있을까? 013 핵분열 _파괴와 평화라는 두 얼굴을 가진 기술 014 원소명과 원소 기호 _우주를 구성하는 물질의 바탕은 무엇일까? 015 전자 구조 _에너지에 따라 결정되는 전자의 포지션 016 주기율표 _전자의 껍질구조를 보여줘! 017 분자 _화학 세상의 진짜 알맹이 018 기체 _불타는 플로지스톤과 눈에 보이지 않는 물질을 발견하다 019 라부아지에 _질량 보존의 법칙으로 근대 화학의 문을 연 과학자 020 질소와 ...
  • 현대과학에 의하면 우주는 100여 종의 원자가 물질의 바탕을 이루고 있어요. 이 중에서 수소와 헬륨처럼 가벼운 원자들은 우주가 탄생하던 대폭발big bang 초기에 만들어졌고, 일부는 별이 진화하면서 별 내부에서 만들어집니다. 또 금이나 은처럼 무거운 원소들은 초신성이 폭발하는 과정에서 생성되기도 하고요. 우리들의 몸을 이루고 있는 다양한 원소들의 역사도 마찬가지입니다. 그래서 어떤 학자는 “우리는 모두 과거에 별이었으며 별에서 온 존재다.”라고 말합니다. 이 말은 우리의 몸 자체가 우주의 역사를 고스란히 품고 있다는 의미예요. 더는 쪼개지지 않는다는 의미로 이름 지어진 원자였지만, 현대과학은 원자를 더 작은 알맹이로 자를 수 있다는 사실을 알아냈어요. 원자는 핵과 전자로 이루어졌으며, 원자핵은 양성자와 중성자로 또 이들은 소립자라고 부르는 더 작은 입자로 이루어져 있다는 사실은 이제 크게 놀랄 일도 아니지요. 그리고 지금 이 순간에도 더 작은 알맹이인 기본 입자elementary particle의 본질을 탐구하고자 하는 우리 인류의 연구는 계속되고 있어요. _“003 | 원자 | 현대과학의 바탕이 된 불멸의 아톰” 중에서 축구 선수들의 포지션을 그라운드에 표시해놓고 보면 마치 골키퍼를 기점으로 바깥쪽으로 겹겹이 껍질처럼 둘러싸고 있는 것 같습니다. 원자 내에 있는 전자들도 마찬가지예요. 이들에게도 각각 맡은 영역이 있습니다. 원자핵을 중심으로 전자들의 고유영역을 표시해놓고 보면 마치 껍질 같은 구조로 보이거든요. 물론 이 껍질이 양파나 호두처럼 항상 둥근 모양은 아니고 완전히 경계가 나누어진 것도 아니에요. 하지만 확률적으로 전자들이 자주 출몰하는 지역을 살펴보면 분명 껍질과 같은 형태를 가지고 있어요. 축구 선수들의 포지션은 선수 각자의 기량에 따라 정해집니다. 마찬가지로 원자 내에 있는 전자의 위치를 결정하는 것은 그 전자가 갖고 있는 에너지예요. 전자가 가진 에너지가 낮을수록(안정할수록) 안쪽에 위치할 확률이 높고, 반대로 에너지가 높 을수록(불안정할수록) 바깥쪽에 위치할 확률이 높아요. 이제 다시 원점으로 돌아가보죠. 화학은 전자의 이동을 연구하는 학문이라고 했어요. 그렇다면 전자들은 각기 포지션에 따라 상대적으로 더 잘 이동하는 것도 있고 그렇지 못한 것도 있을 거예요. 원자 내의 전자들은 껍질구조로 되어 있는데 그중에서 가장 바깥에 위치한 껍질에 있는 전자들은 에너지가 높아서(불안정) 쉽게 위치를 이탈할 수 있답니다. 반면 안쪽에 있는 전자들은 여간한 외부 충격에도 잘 견디며 쉽게 위치를 이탈하지 않아요. 화학에서는 가장 바깥쪽 껍질에 있는 전자를 최외각 전자valence electron, 또는 ‘원자가 전자’라고 부른답니다. 반대로 안쪽 껍질에 있는 전자를 내부 전자core electron라고 부릅니다. _“015 | 전자 구조 | 에너지에 따라 결정되는 전자의 포지션” 중에서 우리는 혼자가 되면 누군가를 그리워하고, 또 어떤 사람과 너무 가까워지면 적당히 거리를 두고 싶어 하는 마음이 생깁니다. 사람들의 마음에는 이른바 ‘사랑’과 ‘미움’이 공존하며 이것들은 사람 사이의 관계를 적절히 조절해주는 역할을 하지요. 물질 사이에도 이런 작용이 있답니다. 물론 사람과 같은 사랑과 미움의 감정은 아니겠지만, 그 작용은 유사하다고 말할 수 있어요. 화학에서는 이런 알맹이들의 상호작용이 때로는 화학 결합이라는 현상으로 나타납니다. 세상의 모든 물질은 원자라는 알맹이로 이루어졌다고 했지요. 또 원자는 그 안에 핵과 전자라는 더 작은 알맹이들을 가지고 있고요. 핵은 양전하를, 전자는 음전하를 띠고 있어 ...
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