화학은 무엇을 공부하는 학문이지?

화학은 물질(1)과 그 성질(2) 및 물질의 변화(3)와 그에 수반되는 에너지(4)에 대해 연구하는 학문이다.

 

쉽게 말하면 A라는 물질(1)을 이해하고 싶은데 A라는 물질에 수반되는 에너지(4)를 통하여 물질의 변화(3)을 알아내고 변화된 그 성질(2)를 규정짓는 다면 물질을 이해했다고 생각하면 된다.

 

즉 화학은 물질에 수반되는 에너지로부터 물질을 파악하는 학문이라고 할 수 있다.

 

화학은 물질을 이해하기 위해 어떤 성질을 관찰하는지 알아보자.

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물질 : 물질을 정의하면 질량과 부피를 가진 모든 것이다.

 

조성 : 물질(matter)을 더 작은 물질(substance)로 쪼개면 유형과 양에 초점을 맞추어 관찰 할 수 있다. 작은 물질의 유형과 양을 물질의 조성이라고 한다. 예를 들면 물(얼음, 수증기, 식음수)의 조성은 모두 H2O로 같은 유형으로 되어있고 부피만큼의 양을 지녔다는 것을 알 수 있다. 

즉 조성은 물질의 유형과 양을 의미한다.

 

물질의 성질 : 물리적 성질(색, 녹는점, 전도성, 밀도 등), 화학적 성질(가연성, 부식성, 산과의 반응성 등)

 

화학적 변화를 화학반응이라 하고, 한 물질이 다른 물질로 변환될 때 일어난다.

 

물질의 세 가지 상태 : 고체(고정된 모양), 액체(용기의 모양, 액체만큼의 부피), 기체(용기의 모양, 용기 전체를 채운 부피) 3가지 상태가 있다. 물질은 주변 온도와 압력에 따라 위의 세 가지 상태로 존재하거나 변화가 일어난다.

 

물리적 변화는 냉각되면 녹을 수 있고 다시 얼 수 있다. (역과정이 가능하다.) 하지만 화학적 변화는 역과정이 일반적으로 적용되지 않는다.

 

물리적 변화는 물질이 조성이 같으나 형태가 다른 물질로 변화는 과정을 의미한다.

화학적 변화는 조성의 변화를 가져오는 변화 과정이다.

 

물질 학습에서 에너지의 중요성

 

물질은 에너지 변화를 수반함으로써 물리적, 화학적 변화를 일으킨다.

 

물질은 에너지가 변화 함에 따라 물리적, 화학적 변화를 물질의 변화를 일으키고 물질의 성질을 파악하여 물질을 알아내는 학문이다.

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화학에서의 중심 주제

 육안으로 볼 수 있는 거시적(macroscopic) 성질과 작용은 우리가 볼 수 없는 초미시적(submicroscopic)성질과 작용에 의한 산물이다. 즉 분자 수준의 화학적 상황을 그려보는 것이 물질이 어떤 반응을 하고 있는지를 분명히 아는데 큰 도움을 준다. 다른 말로 관찰 가능한 물질의 변화를 공부하는 것이 그 변화를 일으키는 관찰 불가능 한 원인들을 이해하기 위함이다.

 

에너지란 일을 할 수 있는 능력으로 정의된다.

자연에서의 일반적인 법칙으로 에너지가 높은 곳에서 낮은 쪽으로 흐르게 된다.

또한 에너지는 절대로 생성되거나, 소멸되지 않으며, 한 형태에서 다른 형태로 전화되면서 보존된다는 것이다.

 

참고 교재 : 실버버그 일반화학