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  유기화합물 | 아민과 아미드 암모니아 분자의 수소 한 개를 알킬기로 바꾸면 아민(amine, RNH2)이 된다. 그리고 이 아민이나 암모니아 분자의 수소 원자를 아실기(acyl group)로 치환시키면 아미드(amide, RCONH2)가 된다. 아민류는 동식물에 널리 분포되어 있고 생리적으로 활성이 있다. 아민의 명명은 아민의 유도체명으로 알킬기 다음에 아민을 붙여서 부른다. 또 아미드는 산의 이름에 아미드를 붙이면 된다(표 1, 2 참조). 아미드 분자는 그들 분자 상호간이나 혹은 물과 같은 분자와 수소결합을 한다. 실제로 모든 아미드는 고체이지만 N,N-디메틸포름아미드(DMF)만은 액체 아미드이고 훌륭한 용매로 쓰여진다. 요소(H2NCONH2)는 카르본산의 디아미드 유도체이다. 표 1 몇 가지 아민의 물리적 성질 아 민 구조식 .. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 26.

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  화학의 세계에 살면서 | DNA, 생화학 및 과학 DNA(deoxyribonucleic acid)는 우리 몸 전체의 세포 속에 존재한다. 개개인의 DNA 의 조성은 개인을 확인하는 지문과 같은 역할을 한다. DNA을 분석하는 방법이 가 능하기 때문에 이런 분석은 과학 수사에서 점점 더 중요한 역할을 한다. DNA에 의한 범인 확인에 관한 법리적 논쟁에 대응하여 국립 과학원이 조사를 하였고 정당하게 분석된 DNA 증거 사용의 신뢰성을 의심할 이유가 없다고 결론을 내렸다. 범죄 장소에서 발견된 혈액이나 다른 생리 물질의 DNA 분석과 혐의자 시료를 비교하는 것은 죄와 무죄의 증거로서 큰 비중을 가진다. 그러나 DNA 증거를 법원에 제출하였던 초기에는 증거에 반대하는 과학 전문가 활용에 대한 우려가 있었다. 판사들은 거의 알지 못하는 과학적 문제에 판결을 내.. Chemistry/화학의 이해 2019. 8. 26.

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  유기화합물 | 카르복시산과 에스테르 카르복시산 카르복시기(-COOH)를 갖고 있는 화합물을 카르복시산(carboxylic acid)이라고 한다. 카르복시기는 수산기와 카르보닐기가 합쳐서 된 것이지만 그들이 아주 밀접하게 결합되어 있기 때문에 보통 독립적으로 행동하지는 않는다. IUPAC명에서는 알칸의 어미 -e를 -oic acid로 바꾸어서 부른다. 그러나 산의 이름은 지금도 관용명으로 많이 부르고 있다(표 1 참조). 표 1 몇 가지 카르복시산의 물리적 성질 산 구조식 녹는점(℃) 끓는점(℃) 이온화상수(25℃) pKa 메탄산(포름산) HCOOH 8 101 1.8×10-4 3.75 에탄산(아세트산) CH3COOH 17 118 1.8×10-5 4.75 프로판산(프로피온산) CH3CH2COOH -22 141 1.4×10-5 4.87 부탄산(.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 26.

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  유기화합물 | 알데히드와 케톤 알데히드와 케톤은 모두 작용기로서 카르보닐기(C=O)를 포함하고 있으므로 카르보닐 화합물(carbonyl compound)이라고 한다. 카르보닐기에 붙어 있는 2개의 원자단 중에서 어느 하나가 수소 원자일 때 알데히드(aldehyde)라고 한다(단, 포름알데히드는 2개가 모두 수소 원자이다). 카르보닐기에 붙어 있는 두 원자단이 모두 탄화수소기일 때 이 화합물은 케톤(ketone)이다. 케톤에서는 두 탄화수소가 똑같지 않아도 된다. 알데히드 알데히드(aldehyde)는 그것을 산화하였을 때 생기는 산(acid)의 이름과 관계 있는 관용명으로 많이 알려져 있다. 그래서 포름알데히드(HCHO)는 포름산(HCOOH)에 대응하는 알데히드이다. 알데히드의 IUPAC 명명법은 알데히드기를 포함하는 가장 긴 탄화수소.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 25.

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  유기화합물 | 불포화 탄화수소 불포화 탄화수소(unsaturated hydrocarbon)는 올레핀(olefin) 또는 알켄(alkene)의 이중결합 물질과 아세틸렌(acetylene) 또는 알킨(alkyne)의 삼중결합 물질을 함께 부르는 말이다. 알켄의 IUPAC 명명은 한 개의 이중결합이 존재하면 alkane의 어미 안(-ane) 대신 엔(-ene)을 붙이고 두 개의 이중결합이 존재하면 디엔(diene)을 붙인다. 그리고 계속해서 세 개, 네 개 등의 이중 결합에 대해선 트리엔(triene), 테트라엔(tetraene) 등을 붙인다. 비슷한 방법으로 각 알킨류의 명명도 안(-ane)을 없애는 대신 인(-yne), 디인(diyne), 트리인(triyne) 등을 붙여 명명된다. 관용명에 있어서는 포화탄화수소에서의 어미 안(-ane).. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 25.

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  유기화합물 | 탄화수소 포화 탄화수소(saturated hydrocarbon)의 알칸(alkane)은 일반식을 CnH2n+2로 쓸 수 있는 화합물이며 파라핀 탄화수소(paraffin hydrocarbon)라 불리워지기도 한다. 일반식의 n값이 증가함에 따른 연속적인 화합물에서 각 화합물은 CH2(methylene)기만큼의 차이로 이웃 화합물과 구별된다. 이와 같이 일반식으로 나타낼 수 있는 일련의 화합물들을 동족계열(homologous series)이라고 부른다. 알칸계의 IUPAC 명명은 메탄, 에탄, 프로판 그리고 부탄과 같이 알칸을 나타내는 어미 안(-ane)으로 적는다. 그리고 알칸보다 수소를 하나 적게 가진 기(group)는 알킬기(alkyl group)라고 한다. 포화 탄화수소의 탄소 원자들이 고리형으로 결합된 화합.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  유기화합물 | Organic Compound 18세기 후반에 화학자들은 화합물을 동, 식물로부터 얻어지는 물질과 광물 성분으로부터 얻어지는 것의 두 종류로 분류하였고 앞의 것을 유기 화합물, 뒤의 것을 무기 화합물이라고 불렀다. 과학자들은 탄소 원소가 모든 생명체의 조직 분자 속에 존재한다는 사실을 알기 전에는 생명 과학의 분야를 이해하지 못하였다. 그 후 모든 생명체 중에서 탄소가 공통적으로 발견되는 유일한 원소임을 확인하였다. 그리고 유기화학은 탄소 및 그 화합물에 대한 학문이라는 것을 알 수 있게 되었다. 유기분자는 탄소 이외에 비교적 적은 수의 원소를 포함하고 있으며 이들 중 가장 흔한 것은 수소, 산소, 질소이고 인과 황도 약간 들어 있다. 1828년까지 화학자들은 실험실에서 유기 화합물을 합성한다는 것은 불가능하다고 생각하였다. 그러나 .. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 산과 염기 2부 Lewis 이론 Gilbert N. Lewis는 BrΦnsted-Lowry의 양성자에 의한 산-염기 이론보다 더 넓은 개념을 제안하였다. Lewis는 원자, 분자 혹은 이온과 공유결합을 할 수 있는 비공유 전자쌍을 가진 물질을 염기라 하고 이 염기로부터 전자쌍을 받음으로써 공유결합을 형성할 수 있는 물질을 산이라고 정의하였다. Lewis는 전자쌍(electron pair)의 주고 받음에 의한 개념으로 다른 산-염기 이론에서 다룰 수 없는 산-염기 반응을 설명할 수 있다. BrΦnsted-Lowry 이론의 염기는 Lewis 이론에서도 역시 염기이며 산의 경우도 마찬가지가 된다. Lewis 산-염기가 어떻게 유도되었는지 보기 위해서 산화바륨과 황산의 반응 및 산화바륨과 삼산화황의 반응으로부터 생성된 황산바륨.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 산과 염기 1부 산과 염기 산과 염기의 특성에 대한 최초의 기준 방법은 실험적으로 관찰된 수용액 중에서의 성질이었다. 일반적으로 산(acid)은 신맛을 내며 리트머스 시험지를 빨갛게 변화시키고 염기를 중화하는 것으로 정의하였다. 염기(base)는 쓴맛을 내며 리트머스 시험지를 푸르게 변화시키고 산을 중화하는 것으로 정의하였다. 물질의 구조에 대한 개념이 발달됨에 따라 과학자들은 산성 및 염기성과 이러한 성질을 갖고 있는 물질의 구조 사이에 대한 관계를 연구해왔다. BrΦnsted-Lowry 이론 1923년에 Johannes BrΦnsted와 Thomas Lowry는 독자적으로 보다 넓은 산과 염기의 이론을 제안하였다. BrΦnsted-Lowry의 정의에 의하면 산은 양성자(proton)를 주는 물질이고 염기는 양성자를 .. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 액체와 용액 액체 기체는 임계온도 이하에서 임계압력보다 큰 압력을 가하여 압축하면 액체로 변한다. 또한 고체도 가열해 주면 그 고체 분자는 격자점으로부터 뛰어나오는 데 충분한 운동에너지를 공급받아서 융해되어 액체상태로 변할 것이다. 따라서 액체상태란 기체와 고체의 중간 상태라고 볼 수 있고 그 성질도 양자의 중간적인 성질을 나타낼 것이다. 액체는 일정한 부피를 갖고 있기 때문에 그 액체를 둘러싸고 있는 공간 사이에는 경계면이 있다. 일정한 경계면에 의하여 다른 물질과 분리된 물질의 균일한 부분을 상(phase)이라 한다. ① 점성도 액체의 유동성은 흐르는데 대한 저항을 측정한 값인 점성도(viscosity)로 나타낸다. 점성도가 크면 천천히 흐르며 이는 주어진 부피가 좁은 관을 통과하는데 걸리는 시간을 관측하여 측정.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 산화와 환원 산화와 환원 산화-환원반응(oxidation-reduction reaction ; redox reaction)은 많은 화학반응 중에서 가장 중요한 반응의 하나이다. 실제로 에너지를 얻기 위해서 이루어지는 모든 화학반응은 산화-환원 반응이다. 연료의 연소, 전지에 의한 전기의 발생, 전기분해반응 그리고 음식물의 대사 등은 산화-환원 반응이며, 그밖에 광석에서 금속을 얻는 것도 산화-환원 반응을 이용한 것이다. 아연 금속조각을 구리(Ⅱ) 이온이 함유된 푸른색 용액에 넣었을 때, 아연은 점차로 녹고 구리가 침전되면서 구리(Ⅱ) 이온의 용액은 푸른색을 잃게 된다. 이 반응에서 한 금속이 생성되는 동안에 다른 금속이 소모되기 때문에 산화와 환원이 동시에 일어나고 있음을 알 수 있다. 실제로 산화에는 반드시 환원이.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 화학식 분자들로 존재하는 화합물들은 그 분자 내에 있는 각종 원자의 수를 나타내는 화학식(chemical formulas)으로 표시한다. 예를 들면 당인 글루코오스는 6개의 탄소 원자와 12개의 수소 원자 그리고 6개의 산소 원자를 포함하므로 이의 화학식은 C6H12O6이다. H2, N2, O2, Cl2, P4, 또는 S8과 같이 유리상태로 존재하는 원소들은 다원자 분자로 존재한다. 어떤 화합물의 화학식과 그 구성원소의 원자량을 알면 그 화합물에 있는 원소의 조성백분율을 계산할 수 있다. 구성원소의 백분율은 화학식에 포함된 그 원소의 총 원자량을 화학식량으로 나누고 100을 곱하면 된다. 실험식 실험식(empirical formulas)은 가장 간단한 식이며 가능한 한 가장 간단한 방법으로 원소 분석 결과를 나.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 분자와 이온 분자 분자(molecule)는 순수한 물질의 조성과 화학적 성질을 갖고 있는 물체의 가장 작은 입자를 말하고 독립적으로 존재할 수 있다. 기체인 산소는 두 개의 원자가 한 분자로 되어 있는 이원자 분자(diatomic molecule)로 존재한다. 즉, 산소 분자는 화학반응으로 두 개의 산소 원자로 쪼갤 수 있고, 이 산소 원자는 다른 원자나 분자들과 결합할 수 있다. 실제로 결합은 대단히 빨리 일어나는데 그 이유는 산소 원자가 어느 순간도 독립적으로 존재할 수 없기 때문이다. 산소의 화학식은 O2로 나타내며 첨자인 2는 한 분자내에 두 개의 산소 원자가 존재한다는 것을 말한다. 수소, 질소, 염소 분자들도 물론 이원자 분자들이다. 반면 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 등과 같은 원소들은 단일 원.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 전자배치 원소의 전자배치에는 주기성(periodicity)이 있다. 예를 들어 알칼리 금속원소들의 전자배치를 상세히 살펴보면 가장 바깥껍질(s 부껍질)은 모두 다 1개의 전자만을 갖고 있다는 사실을 알 수 있다. 그리고 알칼리 토금속원소들은 모두 다 가장 바깥껍질에 2개의 전자를 갖고 있다. 알칼리 금속과 알칼리 토금속 이외의 원소들도 주기율표에서 같은 족에 속해 있을 경우 역시 자기네들끼리는 가장 바깥껍질의 전자배치가 유사하다. 따라서 가장 바깥껍질의 전자배치가 그 원소의 화학적 성질을 결정하는 주요 요인이 된다. 주기율표는 마지막 전자가 점유하고 있는 부껍질의 종류에 따라 몇 개의 구역으로 분리되어 있다(그림 5 참조). 주기율표 왼쪽에 있는 두 족, 즉 알칼리 금속들과 알칼리 토금속들은 마지막 전자가 s 부.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 주기율 표 족과 주기 주기율표에서 같은 행(가로줄)에 있는 모든 원소들은 같은 주기(period)에 속한다. 주기는 모든 7개가 있는데 첫 번째의 1주기는 2개의 원소로만 구성되어 있다. 2주기와 3주기에는 각각 8개의 원소가 있고 그 다음 4와 5주기에는 각각 18개의 원소가 있다. 6주기에는 32개의 원소가 있다. 또 마지막의 7주기는 아직 완성하지 못한 상태이다(그림 1, 2 참조). 주기율표에서 같은 세로 열에 있는 원소들은 같은 족(group 또는 family)에 속한다. 이들은 유사한 화학적 성질을 가지며 위에서 하나씩 아래로 내려감에 따라 그 성질이 점차 변한다. 알칼리 금속(alkali metal)들은 수소를 제외한 ⅠA족 원소들이고, 알칼리 토금속(alkali earth metal)들은 ⅡA족 원소.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 원자 원자(atom)는 그 원소의 화학적 성질을 지니는 최소 입자이다. 원자라는 말은 “쪼갤 수 없다”라는 뜻을 가진 그리스어 atomos에서 유래한다. 예를 들면 한 조각의 나트륨은 절반으로 계속 쪼개나가면 최후에는 더 이상 절반으로 쪼갤 수 없다고 그리스의 철학자들은 생각하였다. 그러므로 물질은 대단히 작고 쪼갤 수 없는 조각들로 구성되어 있다고 그들은 추론했으며, 오늘날 우리는 이것을 원자라 부르고 있는 것이다. 그러나 우리가 알고 있는 것처럼 원자는 쪼갤 수 없는 것이 아니다. 원자는 전자(electron), 양성자(proton), 중성자(neutron) 등의 입자로 구성되어 있다. 음으로 하전된 전자는 핵 주위의 공간에 존재하며, 알짜전하를 갖지 않는 원자는 전자수와 핵 속의 양성자수가 동일하다. 원.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.

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  화학 이론 | 화학의 영역 화학이란 물체의 구성이나 성질 및 구조에 대하여 연구하는 학문이다. 어떤 물체는 하나 또는 그 이상의 화학원소로 이루어져 있다. 원소(element)란 화학반응에 의하여 간단한 형태로 더 이상 분해되지 않는 물체의 한 형태이다. 현재 100개가 넘는 원소들이 알려져 있으며 한 원소는 다른 원소들과 구별되는 고유한 특성이 있다. 각 원소의 기호(symbol)는 주로 영어나 라틴어의 약자로 표시되었고, 이 기호는 원소의 원자를 표시하는데 사용하고 있다(표 1 참조). 화합물(compound)은 둘 또는 그 이상의 서로 다른 원소들이 일정한 질량비로 화학적인 결합을 하여 생긴 것으로서 각 구성원소의 특성을 잃고 그 자체의 특성을 지닌다. 물질(substance)은 어떤 순수한 원소나 순수한 화합물을 나타낼 때.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 24.