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[일반화학]일반화학 1장. 화학을 시작하기 전에..

Report(1장 : 화학을 시작하기 전에)과목 : 일반화학담당 교수 : ( ) 교수님조 : ( )조조사자 :1.1. 화학의 역사적 기원* 화학의 정의 : 화학은 물질의 성질과 어떤 물질을 다른 물질로 변환시키는 물질간의 상호 작용, 즉 반응에 대하여 고찰하는 학문이다. 이것을 한마디의 영어로 표현하면 STUDY of MATTER, 즉 "물질에 대한 연구"가 된다. 이 세상에서 물질로 이루어 지지 않은 것이 없고 따라서 화학은 세상의 모든 만물을 다루는 학문이며, 자연과학과 공학은 물론 인문, 사회과학에 이르기까지 전 학문분야에 걸쳐서 중심적인 역할을 수행하고 있다.* 화학의 역사와 기원화학의 모태는 연금술이라고 할 수 있다. 본래 연금술은 문자 그대로 돌이나 흔한 금속을 금으로 만들어 내기 위해 시작된 것이다. 그것은 동서양을 막론하고 유행되었으며, 근대 과학의 기초를 확립한 유명한 아이작 뉴턴조차도 말년에는 연금술에 빠져 만사를 내팽개치고 살았다고 한다.연금술은 이미 기원전부터 중국과 인도에서 시작되었다. 특히 알렉산더 대왕의 정복 사업 이후세계학문의 중심지가 된 이집트의 알렉산드리아에서 매우 활발하게 연구되었다. 서기 642년에 아랍인이 이집트를 정복하고 뒤에는 아랍 세계에까지 연금술 지식이 전해졌다. 12세기 십자군 원정 때에는 다시 유럽으로 아랍의 연금술 지식이 전해졌다. 연금술은 17세기에 이르기까지 당대 지식인들의 마음을 사로잡았다. 연금술은 순수한 과학이 아니라 마술과 종교가 결합된 신비한 지식이었다. 연금술의 이론적 바탕이 된 것은 고대 그리스 철학자들이 신봉하던, 특히 아리스토텔레스가 주장한 원소 변환설이었다. 아리스토텔레스는 데모크리토스의 원자설을 반대하여 화학의 올바른 발전을 가로막았다는 평가를 오늘날 받고 있는데, 그는 자연계의 모든 물질은 물 , 흙 , 불 , 공기의 4원소로 이루어져 있다는 설을 지지했다. 아리스토텔레스의 권위를 절대적으로 신봉했던 후대의 연금술사들이 금을 만들어 애는 재료로 사용한 물질은 바로 물 , 흙 , 불 , 공기의 네 종류였다. 그러나 그렇게도 바라던 황금이 잘 만들어지지 않자 , 원소의 변환을 촉진시키는 기적적인 물질이 필요하다는 전설이 퍼지게 되었다. 연금술사들은 그 기적의 물질을 `현자의 돌` 이라고 불렀다. 전설에 따르면 현자의 돌은 마른 가루로 되어 있으며 , 신비한 힘으로 돌이나 보통 금속을 황금으로 변하게 한다고 했다. 그리하여 연금술사들은 현자의 돌을 찾아 나섰다. 그들은 도가니에 풀과 나무 뿌리, 심지어는 동물까지도 집어넣어 보았다. 그래도 현자의 돌을 찾을 수 없자 , 이번에는 하늘에서 내려오는 물질에 어떤 영험한 힘이 있지 않을까 하여 비와 눈, 서리, 나중에는 운석까지도 집어넣어 보았다. 그래도 현자의 돌은 발견되지 않았다.1.2 화학의 분야들화학의 분야에는 물리 화학, 유기 화학, 분석 화학, 생화학 등이 있다. 화학은 우리의 일상 생활과 매우 밀접하게 관련되어 있기 때문에 화학의 발전은 곧 우리들의 삶의 질을 높이는 것이 된다. 유기 화학은 탄소를 포함하는 화합물들을 다루는 분야이며, 의학, 약학, 농수축산학, 식품학 등 여러 분야에 기초가 된다. 최근에는 나노 기술을 비롯한 신소재에 대한 연구로 관심을 끌고 있다. 생화학은 이름 그대로 생물체에 있는 물질들의 특성과 기능을 연구하고, 또 생명 현상을 화학적으로 설명하기 위해 연구하는 분야이다. 생명 공학은 첨단 분야로서, 최근에 눈부신 발전을 거듭하고 있다.물리 화학은 다루는 물질이 아니라 연구의 성격에 따라 만들어진 분야이다. 주로 수학적 기초와 물리학의 방법들을 동원하여 물질의 특성이나 화학 반응의 특성 자체를 연구한다. 분석 화학은 물질의 성분을 확인하거나 양을 측정하는 방법을 연구하는 분야이다. 이외에도 유기 금속 화학, 생무기 화학, 생유기 화학, 물리 유기 화학, 생물리 화학, 분석 생화학, 초분자 화학 등 많은 경계 분야 및 특수 분야들이 존재한다.1.3 화학을 공부하면 무엇을 할 수 있을까?화학 전공자가 할 수 있는 일은 많다. 대표적인 것으로 신약 연구가 있다. 예를 들어서 다국적 제약 회사 머크(Merck) 사의 연구자들은 에이즈 치료제를 개발하기 위해 먼저 에이즈의 원인이 되는 HIV의 핵심 단백질 가운데 하나인 프로테아제의 삼차원 분자 구조를 결정, 분석하여 컴퓨터 그래픽으로 합성한 결과 에이즈 치료제(크릭시반)을 만들어 냈다.최근에는 에너지 고갈과 환경 오염으로 인하여 대체 에너지를 개발하는 것이 시급한 과제로 떠오르고 있다. 이 중에서 가장 매력적인 태양 에너지를 이용하는 것이 각광받고 있다. 태양 에너지를 이용하는 방법은 여러 가지가 있는데, 그 중 대표적인 것이 태양열 온수기(열을 이용하여 물을 데우는 것), 태양 전지(태양 에너지 → 전기 에너지), 수소 전지(물을 분해하여 수소 합성)가 있다. 이들 반응은 무공해이지만 시설 설치 및 유지비 등이 많이 들어 아직까지는 실용화 되지 못하고 있다.이외에도 프레온 가스(CFC)의 대체 물질 개발, 첨단 신소재 개발(나노 기술, 초전도체, 고성능 플라스틱, 세라믹 신소재 등) 등 많이 있다.1.4 물질의 분류물질은 일정한 공간과 질량이 있는 것을 말한다. 물질은 크게 순물질과 혼합물로 나눌 수 있다. 혼합물은 말 그대로 두 가지 또는 그 이상의 물질이 각 물질 자체의 조성 및 성질의 변화 없이 섞인 물질이며, 균일 혼합물과 불균일 혼합물로 다시 나누어진다.균일 혼합물 : 혼합물의 어느 부분이나 분자 또는 이온의 수준에서 동일 한 조성을 갖는다. 대부분이 용액 종류이다.불균일 혼합물 : 서로 다른 조성을 가진 여러 부분으로 이루어져 있다. 대표적인 것으로 돌, 우유, 흙탕물 등이 있다.순물질은 다시 화합물과 홑원소 물질로 나눌 수 있다. 화합물은 두 가지 이상의 원소가 결합하고 있으며, 어느 부분이나 일정한 조성을 가지고 있다. 화학적인 과정에 의해 원소로 쪼개질 수 있다. 반면에 홑원소 물질은 화학적인 방법으로 더 이상 간단한 물질로 나누어질 수 없다. 대부분이 주기율표에 있는 원소이다.1.5 물질의 상태와 에너지물질은 세 가지 상태로 나눌 수 있다. 이를 삼태라고 하며, 고체, 액체, 기체의 상태가 존재한다.* 고체(solid) : 경직되어 있고, 일정한 모양을 가지며, 온도와 압력으로 인한 변화는 크게 일어나지 않는다. 제자리에서 진동 운동을 한다. 결정 상태인 경우 각 입자가 결정 격자 내에서 일정한 자리를 차지하고 있으며, 결정의 세기는 이 입자들 사이의 인력에 비례한다.* 액체(liquid) : 각 입자들은 주어진 부피에 한정되어 있지만, 흐를 수 있고 모양이 변할 수도 있다. 진동, 회전 운동을 하며, 액체를 구성하는 입자들의 상호 인력은 그 액체의 점성, 끓는점, 증기압 등을 결정한다.* 기체(gas) : 압력이나 온도에 의해 그 부피가 변하며, 분자들 사이의 거리가 멀리 떨어져 있다. 진동, 회전뿐만 아니라 병진 운동도 하며, 기체가 차지하는 부피는 분자 자체의 부피가 아니라 기체들이 미치는 압력으로 인한 것이다.* 에너지 : 일을 하거나 열을 전달할 수 있는 능력이며, 여러 가지로 나눌 수 있다. 역학적 에너지, 빛 에너지, 전기 에너지, 열에너지, 화학 에너지 등 여러 가지가 있지만 크게 위치 에너지와 운동 에너지로 나눌 수 있다.※ 위치 에너지 : 두 물체의 상대적인 거리에 의해 결정되는데, 두 물체 사이에 인력이 작용하면 가까울수록 위치 에너지가 작고, 척력이 작용하면 멀수록 위치 에너지가 작아진다.※ 운동 에너지 : 운동하고 있는 물체가 가지고 있는 에너지로서 질량에 비례하고, 속도의 제곱에 비례 한다. ()* 온도 : 화학에서의 온도는 분자의 평균 운동 에너지를 나타낸다.1.6 기본적인 개념과 용어들* 물리적 성질 : 화학적 변화가 없이 관측하거나 측정할 수 있는 성질이다.(예 : 색, 밀도, 끓는점, 녹는점, 전도도 등)※ 크기 성질 : 양에 의존하는 성질(예 : 질량, 부피)※ 세기 성질 : 양에 의존하지 않는 성질 (예 : 밀도, 녹는점, 끓는점 등)1.7 숫자의 처리와 단위화학에서는 SI 단위(국제 표준단위)를 사용한다. 종류는 아래와 같다.1) 물리량 : 길이이름 : 미터(meter)기호 : m정의 : 진공 중에서 빛이 1/299732458초 동안 진행하는 경로의 길이2) 물리량 : 질량이름 : 킬로그램(kilogram)기호 : kg정의 : 원기를 질량의 단위로 정한다.3) 물리량 : 시간이름 : 초(second)기호 : s정의 : 세슘 - 133 원자가 갖는 바닥 상태의 두 초미 세 준위 사이의 전이에 해당하는 복사선이 가지는 주기의 9192631770배 지속시간4) 물리량 : 전이름 : 암페어(ampere)기호 : A정의 : 길이가 무한대이며 무시할 수 있는 작은 원형 단면적을 가지고 또 진공 중에서 1m 떨어져 위치한 두 평행 직선 도체 내에 같은 전류가 흐를 때 작용하는 힘이 미터당 길이마다 2*10^7N의 힘이 생기게 하는 일정한 전류5) 물리량 : 열역학적 온도이름 : 켈빈(Kelvin)기호 : K정의 : 물의 삼중점이 가지는 열역학적 온도의 1/273.16인 온도6) 물리량 : 광도이름 : 칸델라(candela)기호 : cd정의 : 진동수가 540*10^12Hz인 단색광을 방출하는 광원의 복세율이 스테라디안당 1/683W인 광도실험한 결과를 평가할 때는 두 가지 측면을 고려해야 하는데, 그 두 가지는 정확도와 정밀도 이다.

자연과학| 2006.07.04| 8페이지| 1,000원| 조회(720)

일반화학, 화학, 1장, 시작, 화학의 정의

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