한 번 읽으면 절대 잊을 수 없는 화학 교과서. 사마키 다케오. 곽범신

시작하며 : 화학은 ‘원자가 주인공인 이야기다’다

 

• •화학은 현실적으로 상상할 수 있는지 없는지가 중요한 열쇠 - 상상력

 

Homeroom : 왜 화학을 어려워하는 사람이 많을까?

 

• •화학식이나 화학반응식, 물질의 이름을 무작정 머릿속에 집어넣느라 화학의 재미를 느끼기도 전에 좌절하고 만다.

 

Homeroom : 화학 공부의 기본 : 화학은 원자의 이야기!

 

• •화학을 공부할 때는 원자와 분자의 이미지를 머릿속에 떠올려라

 

Homeroom : 화학의 안내지도, 주기율표

 

• •원소 주기율표 : 가로-주기, 세로-족, 원소는 원자의 원자번호(원자핵 속 양성자의 수) 순서대로 배치
• •주기율표 속 원소의 ‘배치’에는 모두 의미가 있기 때문

 

Homeroom : 주기율표 원소 배치는 모두 의미가 있다!

 

• •물질은 금속과 비금속 : 80% 이상이 금속 원소
• •전형 원소와 전이 원소
• •1족 원소(H제외) -> 알카리 금속, 양성 원소로, 홑원소 물질은 반응성이 뛰어난 가벼운 금속. 1가 양이온, 리튬Li 소듐Na 포타슘K
• •2족 원소 -> 알카리 토금속, 양성 원소로, 홑원소 물질은 금속에 이어 반응성이 뛰어나다. 2가 양이온, 칼슘Ca 바륨Ba
• •17족 원소 -> 할로겐, 음성 원소로, 홑원소 물질은 2개가 연결된 분자(이원자 분자). 반응성이 뛰어남. 1가 음이온, 플루오린F 염소Cl 브로민Br 아이오딘I
• •18족 원소 -> 비활성 기체, 홑원소 물질은 상온에서 모두 기체이다. 원자 1개가 이리저리 흭휙 운동한다(단원자 분자). 끓는점이나 녹는점이 매우 낮다. 화학적으로 안정되어 있으므로 화합물을 잘 형성하지 않는다. 헬륨He 네온Ne 아르곤Ar

 

Homeroom : 화학식 화학 반응식에 등장하는 원소기호는 10까지만

 

• •원소기호의 기본은 스웨던 화학자 베르셀리우스가 고안

 

서장 : 원자란 무엇인가?

 

물체와 물질 : 대체 물질이란 무엇일까?

• •물질은 질량과 부피를 가진다.
• •물체와 물질의 차이

 

원자란 무엇인가? 원자의 성질① : 모든 물질은 원자로 이루어져 있다.

• •물질을 구성하는 원자의 성질
• •거시적 미시적 관점에서 화학 변화를 머리속에 그려보자. 원자, 분자, 이온 등 물질을 구성하는 입자의 세계는 미시적인 세계. 질량을 느끼는 세계는 거시적인 세계.
• •원소와 원자

 

원자란 무엇인가? 원자의 성질② : 원자는 화학 변화를 반복하더라도, 변하지 않는다.

• •탄소 원자의 여행
• •화학 변화를 반복하더라도 원자가 변하지 않는다면?

 

제1장 : 원자의 재구성

 

제1장 원자의 재구성 : 제1장 요약

• •물질
• •물질의 상태 : 고체, 액체, 기체
• •원소기호를 이용한 화학식을 토대로 어떤 화학 변화(화학 반응)에 대해 나타낸 식 : 화학 반응식

 

제1장 원자의 재구성 : 순물질과 혼합물. 혼합물을 분리하면 순물질을 얻게 된다

• •순물질과 혼합물의 차이
• •혼합물에서 순물질을 분리하는 방법

 

제1장 원자의 재구성 : 홑원소 물질과 화합물. 홑원소 물질인가 화합물인가에 따라 원소명은 달라진다

 

• •홑원소 물질과 화합물의 차이
• •칼슘은 홑원소 물질을 가리키는 경우와 화합물을 가리키는 경우가 있다.

 

제1장 원자의 재구성 : 물질의 상태(3태). 고체 액체 기체는 분자 연결 상태가 다르다

 

• •물질의 세 가지 상태 : 고체, 액체, 기체
• •기체는 휙휙, 고체는 부들부들

 

제1장 원자의 재구성 : 상태 변화와 녹는점 끓는점. 물은 ‘고체<->액체<->기체’가 되지만 물질 자체는 변하지 않음

 

• •상태 변화 : 물은 끓이거나 식히면 온도가 변화하고 이에 따라 ‘고체<->액체<->기체’와 같이 형태 역시 변화한다. 온도에 따른 변화를 상태 변화는 물질의 상태가 변화할 뿐, 다른 물질로 변하지는 않으므로 몇 번이고 본래의 상태로 되돌릴 수 있다.
• •끓는점 : 대기압하의 액체에서 끓음(액체의 내부에서 기화가 발생하는 현상)이 일어나 기체가 되는 온도.
• •녹는점 : 고체에서 액체로 변화하는 온도(융해하는 온도).
• •어는점 : 액체가 고체로 변화하는 온도. 녹는점과 어는점의 온도는 같다.

 

제1장 원자의 재구성 : 화학 변화. 본래의 물질에서 새로운 물질로 변하는 화학 변화

 

• •두 가지 변화
• •물리 변화와 화학 변화

 

제1장 원자의 재구성 : 질량 보존의 법칙. 질량 보존 법칙은 물리 변화와 화학 변화, 둘 다 성립된다

• •주스 1kg을 마시고 난 뒤의 몸무게는?
• •질량 보존의 법칙

 

제1장 원자의 재구성 : 화학 반응. 화학 반응에는 발열 반응과 흡열 반응이 있다

 

• •발열 반응과 흡열 반응
• •미시적 세계에서는 ‘껴안으면 따뜻해지고 헤어지면 차가워진다’

 

제1장 원자의 재구성 : 화학식. 우선은 원소기호와 화학식만

 

• •돌턴의 원자기호와 현재의 원자기호
• •10가지 원소, H C O N Cl NA Mg Zn Fe Cu
• •홑원소 물질을 기호로 나타내는 화화식
• •탄소의 홑원소 물질은 검은색부터 무색투명까지
• •유기물과 무기물
• •화합물을 나타내는 화학식
• •금속 원소와 비금속 원소 화합물의 화학식

 

제1장 원자의 재구성 : 계수. 5H2O는 ‘H2O가 5개 있다’는 뜻이다

• •H2와 2H의 차이점은?
• •5H2O가 나타내는 사실

 

제1장 원자의 재구성 : 화학 반응식. 탄소의 연소를 화학 반응식으로 나타내기

• •탄소의 연소를 화학 반응식으로
• •수소와 산소의 화합(수소의 연소)을 화학 반응식으로

 

제1장 원자의 재구성 : 화학 반응식. 메테인의 연소를 화학 반응식으로 나타내기

• •메테인(천연가스의 주성분)의 연소를 화학 반응식으로

 

제1장 원자의 재구성 : 화학 반응식. 금속의 산화 연소를 화학 반응식으로 나타내기

• •금속에 따라 반응성이 다르다.
• •마그네슘의 연소를 화학 반응식으로 : 2Mg + O2 -> 2MgO
• •철의 산화 및 철의 환원을 화학 반응식으로 : 4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3
• •산화구리 : 2Cu + C -> 2Cu + CO2

 

제2장 : 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사

 

원시시대, 불의 이용 => 금속의 이용(금, 청동, 철) => 고대 그리스(데모크리토스의 원자론, 아리스토텔레스의 4원소설) => 고대부터 17세기까지 연금술이 융성 => 18세기의 화학 혁명(라부아지에의 연소 이론, 원소의 정의, 돌턴의 원자량) => 19세기 주기율표 탄생 => 비활성 기체의 발견

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 화학의 시작. 모든 것은 불에서 시작되었다.

 

• •인류에게는 획기적 사건이었던 불의 사용
• •가마의 발명
• •처음에는 금속 형태였던 금이나 구리를 이용
• •광석에서 금속을 추출하다
• •청동을 만들어 내다. 구리와 주석의 합금
• •청동보다 단단하고 강한, 철의 시대로

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 원자설. 고대 그리스의 원자론과 4원소설

• •2000년 하고도 수백 년 전, 그리스 철학자들은 생각했다.
• •만물은 물로 이루어져 있다고 주장한 탈레스
• •원자론자 데모크리토스, 아톰과 공허로 이루어져 있다
• •원자론을 싫어했던 팔방미인 아리스토텔레스

 

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 연금술. 2000년 동안 융성해온 연금술은 화학의 주춧돌이었다

• •연금술을 지탱해온 신념, 원소는 변할 수 있다!
• •알렉산드리아의 연금술 : 이집트의 기술로 더욱 발전
• •연금술은 이슬람 세계에서 발전 : 황과 수은 사용
• •아라비아의 연금술사 자비르 이븐 하이얀 : 왕수는 염산, 황산, 질산으로도 녹일 수 없는 금을 녹이는 용액
• •연금술의 도구 : 레토르트와 알렉산드리아의 시대의 증류기
• •‘현자의 돌’ 제작에 혈안이 된 르네상스 시대
• •연금술사의 삶 - 피테르 브뤼헐, 유스투스 폰 리비히

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 가스(기체). 공기와 비슷한 기체의 정체는 가스였다

• •공기와 다른 증기 : 스피릿(정기) - 실험실에서 사용되는 쉽게 증발되는 기체, 알코올. 현재 증류수를 스피릿.
• •가스(기체)의 대부, 벨기에의 판 헬몬트 : 카오스 -> 가오스 -> 가스 <- 나무를 태우는 실험을 통해

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 화학 혁명. 연소의 올바른 이론이 확립되며 화학 혁명이 일어나다

• •탄다는 것은 플로지스톤이 날아다닌는 것?

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 고정 공기. 이산화탄소, 질소, 산소, 수소가 차례대로 발견되다

• •이산화탄소의 발견 : 조지프 블랙
• •질소의 발견 : 다니엘 러더퍼드 : 공기에서 산소와 이산화탄소를 제거되고 남은 불연성의 기체 ‘유독한 공기’ 질소를 발견.
• •산소의 발견 : 조지프 프리스틀리
• •플로지스톤으로 추정되는 기체를 발견하다
• •플로지스톤설을 밀어낸 라부아지에의 화학 혁명
• •플로지스톤설을 추방한 연소 이론의 확립
• •원소의 정의화 체계적 명명

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 원자량. 라부아지에의 화학 혁명에 이은 돌턴의 원자론

• •작은 학원의 교사 등의 삶을 살았던 존 돌턴
• •기상 연구에서 원자론으로
• •원자량 발표 당시의 반응과 오늘날의 공적 : 원자량 연구에 도화선 역할, 주춧돌이 됨.
• •아보가드로의 법칙과 분자의 개념

 

제2장 주기율표가 만들어지기까지 화학의 역사. 주기율표의 탄생. 원소가 주기율표로 정리되며 물질계의 지도가 탄생했다

• •현재 원자량은 ‘탄소-12’가 12로 정해져 있다
• •잇따라 발견되는 새로운 원소들
• •원소를 정리하려는 시도 : 드리트리 멘델레예프 - 원소 주기율표.
• •비활성 기체 원소의 발견 : 윌리엄 램지와 존 스트럿 레일리 - 아르곤 발견.

 

제3장 : 화학의 안내 지도 주기율표

 

원자핵의 구조(양성자 + 중성자) -> 전자껍질(전자 + 전자배치 + 원자가 전자) -> 주기율표(원자번호, 족과 주기, 금속원소와 비금속원소) -> 화학 결합(이온결합-양이온 음이온 이온화 경향, 공유결합-전자쌍 홀전자, 금속결합-자유전자 금속 결정)

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 원자핵의 구조. 원소는 ‘원자핵 속 양성자의 수’로 구별

• •원자의 내부
• •원자번호와 질량수
• •전자껍질과 전자배치

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 전자배치. 원자는 비활성 기체의 전자배치에 가까워지려 한다

• •비활성 기체의 전자배치
• •제3주기까지 원자의 전자배치
• •1족 알칼리 금속은 1가 양이온, 가벼운 금속 - 리듐Li과 소듐Na
• •17족 할로젠은 1가 음이온으로 : 플루오린F 염소Cl
• •2족의 마그네슘과 16족의 산소 - 알칼리 토금속(베릴륨과 마그네슘을 제외하는 관점도 있음)
• •전자를 내보거나 받아들이는 경향

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 이온성 화합물. 양이온과 음이온이 전기적으로 균형을 맞추는 이온성 화합물

• •이온의 명칭
• •이온성 화합물의 화학식(조성식)
• •소금보다 휠씬 넓은 의미의 염 : 이온성 화합물을 염이라고도 부름.
• •이온성 화합물은 기본적으로 물에 녹는다.
• •양이온과 음이온이 만나 침전물이 생기는 경우
• •알칼리 금속과 알칼리 토금속의 수산화물은 강염기
• •산과 염기가 중화되면 물과 염이 생겨난다.
• •전이 원소의 이온
• •금속의 반응성(이온화 경향)
• •금속을 이용한 역사

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 공유 결합. 비금속 원소는 공유 결합을 통해 분자가 된다

• •화학 결합은 단 세 종류 : 이온 결합(금+비금), 공유 결합(비+비), 금속 결합(금+금)
• •수소 분자는 수소 원자 2개가 각각 전자를 공유 : 수소와 헬륨
• •공유 결합을 이해하기 위한 전자쌍과 홀전자
• •염소 분자, 이산화탄소 분자, 질소 분자, 물 분자 - 분자 구조식
• •물 분자의 형태에 대한 이유 : 이산화탄소 분자가 직선형
• •분자로 이루어진 물질은 분자성 물질, 고체는 분자 결정

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 금속 결합. 금속 원소끼리 결합하는 금속 결합

• •금속의 특징은 자유전자의 작용

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 3대 물질. 세상의 물질은 크게 세 가지로 나뉜다

• •이온성 화합물, 분자성 화합물, 금속이라는 3대 물질

 

제3장 화학의 안내지도 주기율표. 수소 결합. 우리에게 친숙하지만 무척이나 특이한 성질을 지닌 물

• •물은 극성분자
• •수소 결합은 어떤 결합일까?
• •얼음의 구조 : 육각형, 얼음은 빈틈이 많은 구조.
• •액체 상태의 물 : 온도 상승과 물의 밀도 관계 - 얼음이면 밀도가 높고, 액체상태면 밀도가 작아짐.
• •얼음이 물에 뜨는 이유

 

제4장 무기물질의 세계

 

제4장 무기물질의 세계. 수소. H : 가장 작은 원자 분자로 지구상에서는 물의 형태로 존재

• •수소는 우주에서 가장 많은 원소 : 빅뱅(대폭발)-대량으로 발생한 양성자(수소 원자핵).
• •수소가 타면 물이 된다. 차세대 연료전지.액체 로켓 - 액체 수소 + 액체 산소

 

제4장 무기물질의 세계. 탄소. C : 생물의 주요 구성 원소로 유기 화합물의 세계를 형성

• •검은색부터 무색투명한 것까지 : 목탄, 다이아몬드 등
• •연필심으로 흑연을 사용하는 이유 : 부드러우면서 전기가 잘 통하는 성질이 있기 때문에 전지나 전기분해의 전극, 연필심에 사용.
• •플러렌의 발견 : 60개의 탄소 원자가 만들어낸 12개의 오각형과 20개 육각형으로 이루어진, 전체적으로 축구공을 꼭 빼닮은 아름다운 구 형태의 분자가 발견.탄소 나노튜브.
• •탄소를 포함하는 무기 화합물
• •유기 화합물의 세계 : 2억 종류나 되는 화합물이 존재하는 탄소는 유기 화합물의 세계를 형성.

 

제4장 무기물질의 세계. 질소. N : 공기의 약 78%를 차지하는 질소

• •공기에서 차지하는 비율 78%
• •질소 산화물은 NOx녹스 => 대기오염과 산성비 원인
• •질소는 암모니아를 만드는 원료 : 암모니아 NH3, 질산 HNO3, 아미노산
• •암모니아에서 질소비료 : 식물 비료의 3대 요소 - 질소, 인(인산), 포타슘(칼슘).
• •단백질은 아미노산 : 단백질은 질소 원자가 함유된 아미노산이 다수 결합하면서 생겨난 매우 큰 분자(고분자=폴리머), 구성원소는 탄소, 수소, 산소 외에 질소가 반드시 포함.

 

제4장 무기물질의 세계. 산소 : O 여러 원소와 화합해 산화물을 형성하는 산소

• •공기의 21%는 산소
• •산소의 동소체 오존 O3 : 성층권, 오존은 산화력이 강하기 때문에 그 자체는 인체에 유해
• •산소는 지각에서 가장 많은 원소 : 물 H2O, 암석 안에서는 이산화규소 SiO2
• •비금속 원소의 산화물은 물과 반응해 옥소산(산소산)을 만듬 : 황산, 인산, 탄산.
• •금속 원소의 산화물은 염기성 산화물 : 이온성 물질(이온 결정)

 

제4장 무기물질의 세계. 염소. Cl : 인류 최초의 독가스 무기, 염소

• •할로젠의 홑원소 물질 : 17족 - 플루오린F, 염소Cl, 브로민Br, 아이오딘I, 할로젠는 그리스어로 ‘염을 만든다’의미.
• •할로젠의 반응성 플루오린>염소>브로민>아이오딘 : 홑원소 물질은 원자번호가 작을수록 반응성이 강함.
• •할로젠의 홑원소 물질은 모두 유독.
• •치약에 첨가되는 불소.
• •유리를 녹이는 플루오린화수소산(불산)
• •염소의 화합물 : 염화수소 HCl의 수용액이 염산.

 

제4장 무기물질의 세계. 황. S : 태우면 유독한 아황산가스가 발생

• •황은 냄새가 나지 않는다. 유황 = 황화수소의 냄새
• •황은 푸른 불꽃과 함께 타오른다. - 잘 타는 물질
• •가스 누출을 미리 알 수 있게끔 사용되는 부취제는 황 화합물.
• •황의 화합물

 

제4장 무기물질의 세계. 소듐(나트륨). Na : 커터칼로 쉽게 자를 수 있는 무른 금속

• •알칼리 금속(1족의 Li이하)의 대표
• •발길을 붙들었던 Mad Science속 실험 사진
• •우리에게 친숙한 소듐 화합물은 염화소듐 : 세제나 식품 첨가물.
• •식물의 재는 무슨 성분 : 탄소, 수소, 질소, 황 등은 산소와 결합해 공기 중으로, 재로 남은 물질은 칼슘, 포타슘, 마그네슘, 소듐 등의 금속 원소 산화물이나 탄산염.
• •염산보다도 무시무시한 수산화소듐NaOH은 흰색 고체로 공기 중에 방치하면 수증기를 흡수해서 그 수분에 녹아내린다(조해). 가성 소다-피부를 부식시키는 소듐.

 

제4장 무기물질의 세계. 마그네슘. Mg : 눈부신 빛과 함께 불타며 산화마그네슘으로 변하는 금속

• •2족은 알칼리 토금속(알칼리 토류 원소) : 2족은 모두 금속 원소로, 가장 바깥 껍질의 전자가 2개이므로 2가 양이온이 되기 쉽다.
• •마그네슘 금속은 바닷물 속의 염화마그네슘에서 : 용융염 전해(고체 상태의 염화마그네슘을 가열해서 녹인 액체를 전기분해하는 방식).
• •공기 중에서 강렬하게 연소되는 마그네슘 : 산화마그네슘
• •마그네슘은 뜨거운 물과 반응 : 수산화물
• •‘딱딱한 물’과 ‘부드러운 물’

 

제4장 무기물질의 세계. 칼슘. Ca : 뼈, 치아, 껍데기 등을 형성하는 생체의 주요 성분 중 하나

• •알칼리 토금속의 대표적 원소
• •석회석이나 달걀껍질, 조개껍질의 주성분은 탄산칼슘
• •생석회(산화칼슘)와 소석회(수산화칼슘)
• •이산화탄소를 확인하는 데 사용되는 석회수
• •종유동이 생겨나는 원리. 석고는 황산칼슘

제4장 무기물질의 세계. 알루미늄. Al : 알류미늄은 경금속의 대표 주자

• •철에 이어 사용량이 많은 금속
• •알루미늄의 제조 : 보크사이트라 불리는 적갈새 광석-산화알루미늄, 빙정석
• •알루미늄은 산과 염기 모두에 녹는 양성 금속

 

제4장 무기물질의 세계. 철. Fe : 지금도 철제 문명 시대

• •지금까지 이어지는 철기 시대 : 코발트, 니켈과 함께 대표적인 강자성체(자석에 잘 붙음). 스테인리스강 철+크로뮴18%+니켈8%.
• •인류는 철광석에서 철을 추출 
• •일본의 다타라 제철
• •근대 제출 : 용광로(고로), 코크스, 선철
• •우리 주변에 존재하는 철 : 헤로글로빈에 함유
• •철의 산화물 : 2가 3가의 양이온

 

제4장 무기물질의 세계. 구리. Cu : 철, 알루미늄에 이어 사용량 3위의 금속

• •전선에 이용되는 구리 : 부드럽고 붉은색 금속 광택을 띠는 금속. 전성 연성이 크며 열전도성도 높기 때문에 다양한 가공품에 이용 - 황동(구리+아연), 청동(구리+주석).
• •구리의 화합물

 

제4장 무기물질의 세계. 아연. Zn : 함석이나 건전지의 음극으로 쓰이는 아연

• •아연과 아연의 합금인 황동(구리와 합금, 놋쇠). 함석의 경우 철보다 아연이 더 이온화 경향이 강함.
• •알루미늄과 마찬가지로 아연도 양성 금속

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 밀도. 무겁다 가볍다의 또 다른 의미는 단위 부피당 질량

• •밀도는 물질 ㎤당 질량g
• •밀도의 단위는 g/㎤
• •물질이 뜨고 가라앉는 현상과 밀도 : 물의 밀도 1g/㎤에 크고 작고에 따라 가라앉고 뜬다.
• •단위를 붙인 밀도 계산

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 원자 질량 단위. 원자량에 대해 알아볼 때, 수소 원자 1개의 질량에 원자 질량 단위 u를 붙인다

• •원자 단위 질량 u
• •동위원소 : 원자핵이 다르다는 말은 원자핵의 중성자 수가 다르다. 방사선 동위원소, 안정 동위원소. 자연에 존재하는 동위원소의 비율(존재비)은 거의 일정.
• •동위원소의 상대 원자 질량에 존재비를 곱하면 평균 원자량
• •주기율표의 순서는 원래 원자량 기준
• •화합물의 경우 원자량을 적용시켜서 화학식량을 구함

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 몰. 몰은 미시적 세계와 거시적 세계를 연결하는 개수의 단위

• •몰은 다스와 같은 개수의 단위 : 막대한 수의 모임
• •너무나도 작고 가벼운 원자, 분자, 이온을 모은 개수의 단의 mol
• •막대한 개수인 1mol은 과연 몇 개일까?
• •국제단위계에서 몰의 정의 : ‘1mol은 6.02214076*1023개의 요소 입자를 포함하는 물질량이다’
• •몰이라는 관점으로 보는 수소와 산소의 반응
• •1mol당 질량인 몰질량 : 물질 1mol당 질량(g)을 몰질량. 단위는 g/mol

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 퍼센트 농도. 용액의 농도를 나타내는 방식 : 퍼센트 농도와 ppm, ppb

• •퍼센트 농도 : 수용액의 진하기(농도)를 나타낼 때.
• •미량 성분의 농도 ppm, ppb

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 몰농도. 퍼센트 농도 외에 몰농도라는 방식으로도 나타낼 수 있다

• •몰농도 : 용액 1ℓ에 포함된 용질의 물질량을 나타내는 농도의 개념(단위 기호 mol/ℓ)

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 아보가드로의 법칙. 기체 1mol의 부피는 물질의 종류와 무관하게 동일하다

• •아보가드로의 법칙 : 동일한 온도와 압력에서 부피가 같은 기체는 같은 수의 분자를 갖는다.

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 보일 샤를의 법칙. 보일 샤를의 법칙으로 기체의 분자 운동과 절대온도를 알 수 있다!

• •기체 분자는 이리저리 흭휙
• •기체의 압력과 기체의 분자 운동이 원인
• •보일의 법칙 : 온도가 일정할 때 기체의 부피V는 압력P에 반비례한다. PV = k
• •샤를의 법칙 : 압력이 일정할 때 기체의 부피V는 온도t°C가 1도 올라갈 때마다 0°C일 때의 부피Vo에서 1/273°C씩 증가한다. 온도가 높아지면 기체 분자의 열운동 속도가 증가해 기체 분자가 벽에 충돌하며 가하는 압력이 강해진다.
• •샤를의 법칙을 극한 상황까지 가정하면? -273℃이하의 온도는 존재하지 않는다는 뜻.
• •미시적 관점에서 보는 온도
• •보일의 법칙과 샤를의 법칙을 조합하면
• •기체의 상태 방정식 PV=nRT, 273K(=0℃), 1013hPa, 기체의 부피는 22.4L/mol.
• •기체 상태 방정식을 통해 기체의 화학식량(분자량) : M=wRT/PV = dRT/P

 

제5장 밀도는 몰 등의 양으로 계산. 이상 기체와 실제 기체. 이상적인 기체와 실제의 기체를 구별해서 생각하기

• •이상 기체와 실제 기체

 

제6장 산 염기와 산화환원

 

제6장 산 염기와 산화환원. 산 염기. 고등학교 화학 시간에 배우는 내용은 대부분 아레니우스의 산 염기의 정의

• •중학교 과학 시간에 배운 산 알카리, 산성 알칼리성
• •아레니우스의 산 염기의 정의
• •산의 기수, 염기의 기수

 

제6장 산 염기와 산화환원. 수소 이온H+. 물속에 수소 이온H+은 존재하지 않는다

• •염화수소에서 수소와 염소는 공유 결합일까? 이온 결합일까?
• •수소 이온H+은 어떤 입자일까?

 

제6장 산 염기와 산화환원. pH(수소 이온 농도 지수). 온도가 일정하다면 몰의 이온곱은 일정하다

• •물의 이온화와 이온곱
• •수용액의 산성, 염기성의 세기를 나타내는 방식

 

제6장 산 염기와 산화환원. 중화. 산과 염기의 중화를 통해 염과 물이 생겨난다

• •염산과 수소화소듐의 반응처럼 산과 염기가 반응해 서로의 성질을 없애는 현상 중화.

 

제6장 산 염기와 산화환원. 중화 적정. 산과 염기가 완전히 중화될 때 성립되는 관계식

• •중화 반응의 양적 관계 : 산의 기수 * 산이 물질량 = 염기의 가수 * 염기의 물질량
• •적정곡선 : 적정은 어떤 화합물의 용액에서 산 혹은 염기를 단계적으로 더하며 pH의 변화를 측정하는 실험.

 

제6장 산 염기와 산화환원. 산화환원. 산소를 빼고 생각해보는 산화환원

• •산화환원과 산소 교환

 

제6장 산 염기와 산화환원. 산화수. 산화수에 따라 그 반응이 산화인지 환원인지를 판단할 수 있다

• •산화수 : 산화제, 환원제

 

제6장 산 염기와 산화환원. 전지. 다니엘 전지의 구조를 통해 전지에 대해 알아보자

• •전지와 회로
• •다니엘 전지 : 아연과 구리, 충전

 

제6장 산 염기와 산화환원.전기분해. 물을 전기분해할 때는 수산화소듐 수용액을 사용한다

 

제6장 산 염기와 산화환원. 용융염 전해. 이온화 경향이 강한 금속은 용융염 전해로 얻을 수 있다.

• •소듐, 칼슘, 포타슘, 마그네슘, 알루미늄 등은 이온화 경향이 강한 금속으로 용융염 전기분해로 추출

 

제7장 유기물의 세계

 

제7장 유기물의 세계. 인공적인 유기물. 무기물에서 유기물을 만드는 데 성공하다

• •무기물에서 소변의 성분인 요소를 만들어내다

 

제7장 유기물의 세계. 활성화 에너지. 유기물을 인공적으로 만들기 어려웠던 이유?

• •에너지의 산 : 적절한 비율로 섞은 후 불을 붙이거나 전기 불꽃을 튀기면 격렬한 반응을 일으키며 물이 생성.
• •에너지의 산이 활성화 에너지로 산을 낮춰주는 촉매 : 산화망가니즈
• •생체 내부의 화학 반응을 진행시키는 효소

 

제7장 유기물의 세계. 전기음성도. 전기음성도 수치에서 드러나는 원소의 성질

• •원소의 전기음성도 : 알칼리 금속부터 할로젠까지, 같은 주기의 경우 왼쪽부터 오른쪽으로 갈수록 커진다.
• •전기음성도로 보는 탄소가 유기물의 중심 원자가 된 이유 : 이중 삼중 결합이 가능하므로

 

제7장 유기물의 세계. 원자의 결합. 결합손 4개로 유기물의 뼈대를 만들어내는 탄소 원자

• •원자의 결합손 
• •탄소 원자간의 단일 결합으로 이루어진 탄화수소-알케인 : 포화탄화수소, 메테인CH4
• •뷰테인의 구조 이성질체C4H10

 

제7장 유기물의 세계. 치환 반응 첨가반응. 에틸렌은 사슬형 불포화 탄화수소 중 구조가 가장 간단한 물질이다

• •덜 익은 그린바나나를 수입한 다음 에틸렌으로 숙성
• •이중 결합을 지닌 사슬형 불포화 탄화수소-알켄(에틸렌)C2H4
• •메테인의 치환반응 : 어떤 원자가 다른 원자와 뒤바뀌는 현상.
• •에틸렌처럼 이중 결합이 있으면 첨가 반응이 일어나기 쉽다. 이중 결합을 끊고 원자나 원자단을 첨가(추가)하는 반응 첨가 반응.
• •에틸렌은 석유 화학 공업 제품의 주원료

 

제7장 유기물의 세계. 벤젠의 구조식. 수수께끼의 벤젠 구조식을 밝혀낸 케쿨레

• •벤젠(거북이 등껍질)의 구조

 

제7장 유기물의 세계. 작용기. 작용기를 통해 대략적인 성질을 알 수 있다

• •유기물의 성질을 결정하는 작용기 : 하이드록시기 - OH기는 물과의 친화성이 매우 뛰어난 작용기.
• •양조주에는 알코올 발효를 이용 : 포도당 -> 에탄올 + 이산화탄소

 

제7장 유기물의 세계. 축합반응 탈수축합반응. 메탄올 에탄올의 성질을 물과 비교해보자

• •물 분자 H-O-H 중 1개의 H를 사슬형 탄화수소기로 치환.

 

제7장 유기물의 세계. 알코올의 산화. 취기와 숙취는 모두 에탄올의 소행이다

• •산화 반응으로 취기와 숙취를 이해해보자.

 

제7장 유기물의 세계. 첨가 중합. 고분자 화합물의 이해, 에틸렌에서 폴리에틸렌으로 이어지는 첨가 중합부터

• •플라스틱은 가소성을 지닌 유기 고분자 화합물 : 열이나 힘이 가해지면 다양한 형태로 변하는 성질 가소성.
• •저분자와 고분자
• •모노머와 폴리머(고분자 화합물) : 고분자 화합물은 사슬처럼 가늘고 긴 분자로, 사슬에서 낱개의 고리에 해당하는 구조 단위로 존재. 플라스틱은 인간이 만들어낸 폴리머.
• •첨가 중합과 축합 중합 : 모노머를 계속해서 연결해 폴리머가 되는 반응을 중합
• •에틸렌(모노머)에서 폴리에틸렌(폴리머)가 생겨나는 반응은 첨가 중합.