화학이란

화학이란

화학이란 말은 르네상스기의 연금술이라는 말에서 유래됐다. 연금술은 화학, 철학, 점성술, 천문학, 신비주의 및 의학 요소를 포함한다. 연금술은 종종 납이나 다른 비금속을 금으로 바꾸는 바꾸는 탐구와 관련 있지만 연금술사도 현대 화학에 많이 기여했다. 현대의 연금술이란 말은 아랍어인 알 키마에서 유래됐다. 알 키매는 알카 미아가 고대 그리스어인 α에서 유래했기 때문에 이집트어에서 유래된다고 추측된다.

현대 화학의 원리

현대 화학의 원리는 원자와 분자의 구조, 반응 메커니즘, 에너지 변화 등을 포함합니다. 화학반응은 원자들이 다른 분자와 결합하거나 분리되어 새로운 물질을 형성하는 과정으로 일어난다. 이러한 화학반응은 반응물과 생성물의 질량 보존, 에너지 보존 등의 법칙에 따라 이루어진다. 원자 구조의 현재 모델은 양자 역학 모델이다. 원자는 화학의 기본 단위이다. 원자는 원자핵이라고 불리는 밀도 높은 코어와 전자구름으로 구성되어 있다. 원자핵은 양전하와 중성자로 구성되며, 전자구름은 음전하 전자로 구성되어 있다. 핵은 밀도가 높고 핵 질량은 전자의 약 1800배 이사이지만 원자 반경은 핵의 약 1만 배이다. 화학 원소는 원자핵에서 특정 수의 양성자를 특징하는 단형 원자로 이루어진 순수한 물질이며 기호 Z로 표시된다. 질량 수는 원자핵 내의 양성자와 중성자 수의 합이다. 왜냐하면 전자의 질량은 매우 작기 때문이다. 하나의 원소에 속하는 모든 원자핵은 같은 원자번호를 가지지만 반드시 같은 질량수를 갖는 것은 아니고 이들을 동위체라고 한다. 화학 원소의 표준 표시는 주기율표에 있고 배열은 원자번호이다. 화합물이란 두 개 이상의 원소로 이루어진 화학물질이다. 화합물의 성질은 합치기 전의 원소의 성질과는 다르다. 분자는 순수 화학물질 중에서 가장 작은 부분이며, 그 고유의 화학적 성질을 가지고 있다. 이 말은 즉 다른 물질과 특정 화학반응을 일으킬 수 있다. 분자는 보통 공유결합에 의해 결합된 원자들의 집단이며 전기적으로 중립적이며, 모든 원자가전자는 결합 또는 단상으로 다른 전자와 쌍을 이루고 있다. 따라서 분자는 이온과는 달리 전기적으로 중성적인 단위로 존재한다. 식별 가능한 분자는 물, 공기 등 친숙한 물질을 구성하고 설탕, 휘발유, 각종 의약품 등의 많은 유기 화합물을 구성한다. 그러나 모든 물질이나 화합물이 분리 분자로 구성된 것은 아니며 실제로 지구의 맨틀, 핵을 구성하는 대부분의 고체물질은 분자가 없는 화학 화합물이다. 대신 이 물질들은 물질 내에서 최소 반복 구조이다. 분자의 주요 특징 중 하나는 기하학이다. 2 원자, 3 원자 또는 4 원자 분자의 구조는 사소한 것일 수 있지만 6개 이상의 원자로 구성된 다원자 분자의 구조는 화학적 성질에 있어서는 중요한 부분이다. 화학반응은 어떤 물질들을 다른 물질로 바꾸는 것이다. 이러한 화학적 변화의 기초는 원자들 사이의 화학 결합에서 전자들이 재배치되는 것이다. 화학적 변화를 위한 방정식에서의 좌우의 수가 같다. 에너지와 엔트로피를 고려하는 것은 거의 모든 화학 연구에서 항상 중요하게 생각한다. 화학 물질은 분광학과 크로마토그래프를 사용하여 분석될 수 있다. 화학 연구에 종사하는 과학자들을 화학자라고 부른다. 화학에서 물질은 정지 질량과 부피를 가진 모든 것으로 정의되며 입자들로 구성된다. 물질을 구성하는 입자들은 정지질량을 가지고 있다.

화학의 역사

화학의 역사는 오래된 시대부터 현재까지 진행 중이다. 기원전 수천 년 이래 문명은 결국 화학의 다양한 기초를 형성하는 기술을 사용했다. 광석에서 금속을 추출하거나 도자기를 만들거나 맥주나 와인을 발효시키거나 지방을 비누로 바꾸거나 청동과 같은 합금을 만드는 기술 등으로 사용했다. 화학의 온 과학인 연금술에서는 물질의 구성요소와 이들의 상호작용을 이해하는 비과학적인 접근을 실시했다. 연금술사는 물질의 성질과 변형을 설명하는 데 실패했지만 실험하고 기록함으로써 현대 화학을 이끌었다. 연금술과 화학 모두 물질의 변화와 관련이 있다. 하지만 결정적인 차이는 화학자들은 연구에 사용한 과학적 방법을 사용했다. 화학은 연금술과는 다른 지식으로 화학 현상에 대한 측정과 정량적 관찰을 요구하는 질량 보존 법칙을 개발한 앙투안 라보와 시에의 연구로 확립된 과학이다. 새로운 발견이나 이론이 과학의 기능성을 증가시킴에 따라 화학의 정의는 시간이 지남에 따라 변화했다. 1661년 로버트 보일의 견해에서 화학이라는 용어가 혼합체 물질 원리를 의미한다. 1730년 게오르크 에른스트 스탈이 사용한 화학이라는 단어의 정의는 혼합, 복합 또는 집합체를 분해하고 그러한 몸을 구성하는 기술을 의미한다. 1837년 장 바티스트 뒤마는 분자력의 법칙과 효과에 관한 과학을 가리키는 화학이라는 말을 생각했다. 바빌로니아 인과 인도인 등 초기 문명은 도자기, 염료의 예술은 사용하였지만 체계적인 이론을 발전시키지는 못했다. 기본적인 화학 가설은 아리스토텔레스에 의해 결정적으로 4개 원소의 이론과 함께 처음 등장했다. 불, 공기, 물, 흙 이 네 가지 원소로 만물을 창조했다고 말했다. 그리스 원자론은 기원전 440년으로 올라가 데모 크리스토스 에피쿠로스 등 철학자들이 만들었다. 현대 과학 개념과는 달리 그리스 원자론은 철학적인 것이어서 화학 실험과 경험적 관찰은 관심이 없었다. 질량 보존 사상의 초기 형태는 고대 그리스 철학에서 무에서 오는 것은 아무것도 없다는 개념이다. 우주의 본질을 설명하는 에피쿠로스는 사물의 전체성은 항상 현재와 같을 것이라고 썼다. 헬레니즘 세계에서는 연금술이 최초로 발달했다. 이슬람교도 정복 후에도 아랍 세계 전역에서 연금술이 계속 발전하여 유럽과 르네상스 유럽으로 퍼졌다. 그 후 수십 년 동안, 공기의 본질과 같은 많은 중요한 발견들이 이루어졌다. 스코틀랜드의 화학자 조셉 블랙과 플랑드르 얀 바티스트 반 헬몬트는 1754년에 이산화탄소를 발견했고, 헨리 캐번디시는 수소를 발견했다. 조셉 프리스틀리와 칼 빈헬름 셸레는 각각 순수한 산소를 분리했다. 영국의 윌리엄 프라 우투는 모든 원자가 수소의 원자량을 정확한 배수인 무게를 가졌기 때문에 모든 원소를 원자량에 따라 정렬할 것을 처음 제안했다. 1860대에 드미트리 멘델레예프에 의해 현대 원소 주기율표로 개발되었다. 원자 구조에 대한 연구는 덴마크 물리학자, 닐스 보어, 영국인 헨리 모즐리에 의해 발전되었다. 그는 새로운 핵화학을 창시하고 핵분열을 발견했다. 2011년은 유엔에 의해 국제 화학의 해로 선언되었다.

 

 

화학학에 대해 알아보았습니다. 다음 번에는 더욱 흥미로운 과학 분야에 대해 알아보도록 하겠습니다.