제1장. 화학이란 무엇인가 - KOCW

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21세기를 위한 과학 화학

• 건강과 의약

• 공중위생 체계

• 마취제를 사용한 수술

• 백신과 항생제

• 유전자 요법

•에너지와 환경

• 화석 연료

• 태양 에너지

• 핵 에너지

• 재료 및 기술

• 고분자, 세라믹, 액정

• 상온 초전도체란?

• 분자 컴퓨팅?

• 식량과 농업

• 유전자 조작 곡물

• “천연” 농약

• 특화 비료

제 1 장 . 화학이란 무엇인가

화학

거시적 미시적

과학적 방법은 체계적인 연구이다

가설 (hypothesis) : 관찰된 것들에 대한 잠정적 설명

시험 변경

이론(theory) : 여러 사실들을 설명한 원리 혹은 사실들에 근거한 법칙들을 종합한 것

법칙_{(law) :} 같은 조건 아래에서 늘 일정하게 일어나는 현상들 사이의 관계를 간략한 언어 혹은 수학적으로 표시한 것

원자이론

힘 = 질량 x 가속도

화학(Chemistry) : 물질과 물질의 변환을 연구하는 학문

물질(Matter) : 공간을 채우며 질량을 가지고 있는 것

순물질(substance) : 일정하고 균일한 조성과 독특한 성질을 갖는 물질

혼합물(mixture) : 둘 이상의 순물질이 각각의 고유한 성질을

유지하면서 서로 섞여 있는 것

균일 혼합물 – 혼합물의 성분이 전체적으로 일정한 것 (음료, 우유)

불균일 혼합물– 혼합물의 성분이 전체적으로 일정하지 않은 것 시멘트, 모래속의 쇳가루

물리적 방법을 사용하여 혼합물로 부터 순수한 성분으로 분리

자석 증류

원소 :

^{화학적 방법으로는 더}

단순한 순물질로 분리할 수 없는 물질.

•

^{117 종의 원소가 알려져}

있다

• 82 개의 원소가 지구에

천연으로 존재

금, 알루미늄, 납, 산소, 탄소, 황

• 35 개의 원소는

과학자들에 의해 만들어 졌다

테크네튬(technetium), 아메리슘(americium), 시보귬(seaborgium)

화합물 (compound) : 둘 이상의 원소 원자들이 정해지는 비율에 따라 화학적으로 결합하여

만들어진 물질

화합물은 화학적인 방법으로만 원래의 순수한 구성성분 ( 원소 ) 로 분리될 수 있다

lithium fluoride quartz dry ice – carbon dioxide

물질의 분류

비교 : 물질의 세가지 상태

물에 대한 3 가지 물질의 상태 : 고체 얼음 , 액체 물 ,

기체 수증기

크기 성질 (extensive property) : 물질의 크기 성질은 물질의 양과 관계된 것이다

세기 성질 (intensive property) : 물질의 세기 성질은 물질의 양과는 관계가 없는 것이다

크기 성질과 세기 성질

• 질량(mass)

• 길이(length)

• 부피(volume)

• 밀도 (density)

• 온도 (temperature)

• 색 (color)

International System of Units (SI)=국제 단위계

부피 (Volume) – 부피의 SI 단위는 세제곱미터 (m

³

) 이다

1 cm

³

= (1 x 10

^-2

m)

³

= 1 x 10

^-6

m

³

1 dm

³

= (1 x 10

^-1

m)

³

= 1 x 10

^-3

m

³

1 L = 1000 mL = 1000 cm

³

= 1 dm

³

1 mL = 1 cm

³

밀도(Density) – 밀도의 SI 단위는 kg/m³ 1 g/cm³ = 1 g/mL = 1000 kg/m³

d = m V

밀도 = 질량 부피

예제 1.1

문제 풀이를 위한 차원해석 방법

1. 어떤 변환 인자가 필요한 가를 결정

2. 계산과정에서 단위를 유지

3. 필요한 단위를 제외한 다른 모든 단위들이 상쇄되면 문제가

맞게 풀어진 것이다.

주어진 양 x 변환 인자 = 원하는 양

주어진 단위 x 원하는 단위 = 원하는 단위 주어진 단위

예제 1.5, 예제 1.6, 예제 1.7