화학의 세계
John W. Hill (지은이), Dorts K. Kolb, 강종민 (옮긴이)
라이프사이언스·2007-08-20
- 자연과학
- KDC 430
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책 소개
지은이 말 이 책으로 공부하는 학생들에게 화학의 세계에 온 것을 환영합니다! 화학은 ?재미?이다. 이 책을 통하여 화학의 ?재미?와 화학을 배우는 ?즐거움?을 여러분과 나누고자 한다. 여러분의 학습 경험에서 화학을 빠뜨릴 이유는 없다. 화학을 배우는 것은 현재와 이 강의가 끝난 뒤에도 자연 세계의 더 좋은 이해, 우리가 직면하는 기술적인 문제, 과학과 기술 사회의 시민으로 우리가 직면해야 하는 선택을 통하여 여러분의 삶을 풍성하게 해 줄 것이다. 화학을 배우는 것은 논리적이고, 비판적이며, 창의적으로 생각하는 것을 의미한다. 이 과정을 통하여 얻는 기술은 여러분의 인생을 통하여 아주 유용한 기술이 될 것이다. 여러분은 기호, 화학식, 반응식 같은 화학의 언어를 사용하는 법을 배우게 될 것이다. 더 중요하게 여러분은 정보로부터 의미를 얻는 법을 배우게 될 것이다. 여러분이 배울 가장 중요한 것은 학습하는 방법이다. 이해의 뼈대 속에 정리되지 않으면 암기는 빨리 사라질 것이다. 우리의 삶에 영향을 미치는 화학 인간의 몸은 어떻게 일을 하는가? 아스피린은 어떻게 두통을 없애고 열을 내리며 심장마비와 뇌졸중의 확률을 줄여주는가? 오존은 좋은 것인가? 아니면 우리의 건강을 위협하는가? 철분 보조제는 독성이 있는가? 지구온난화는 실제인가? 그렇다면 인간이 지구온난화에 기여하는가? 지구온난화의 결과는 무엇인가? 왜 대부분의 체중 감량 식이 용법이 효과가 짧고 결국 실패하고 마는가? 왜 우리의 기분은 행복과 슬픔 사이를 오락가락 하는가? 소변 검사가 자살 기도를 막을 수 있는가? 페니실린은 우리의 건강한 체세포에는 해를 끼치지 않으면서 어떻게 박테리아를 죽이는가? 화학자들은 이런 질문에 답을 찾았고 우리 우주의 비밀을 밝혀 줄 지식을 끊임없이 찾고 있다. 이런 수수께끼가 풀리면 우리 삶의 방향이(때로는 급격하게) 변하게 된다. 우리는 화학의 세계에 산다. － 약, 생명 파괴제, 식품 첨가물, 비료, 연료, 세제, 화장품, 플라스틱의 세계에 산다. 우리는 독성 폐기물의 세계, 오염된 공기와 물의 세계 그리고 감소하고 있는 석유의 세계에 산다. 화학 지식은 이런 세계의 이익과 위험에 대한 더 깊은 이해를 주며 미래에 여러분이 더 현명한 결정을 하는데 도움을 줄 것이다. 화학에 대한 의존 우리는 모두 화학에 의존한다. 심지어 어머니 뱃속에서도 끊임없이 산소, 물, 글루코오스와 다수의 기타 화합물들을 공급받는다. 우리의 몸은 복잡한 화학 공장이다. 우리의 몸은 정교하면서도 내구성이 있다. 우리의 몸을 정상적으로 기능하게 하기 위하여 수많은 화학 반응이 우리 몸 안에서 끊임없이 일어나고 있다. 생각, 학습, 운동, 행복감과 슬픔, 몸무게가 너무 많든지 작든지, 사실상 거의 모든 삶의 과정이 이런 화학 반응에 의해 가능해진다. 우리가 섭취하는 모든 것이 우리의 몸이 효과적으로 움직일 수 있는지를 결정하는 복잡한 과정의 일부이다. 어떤 물질을 섭취하면 우리 몸의 기능을 정지시키는 화학 반응이 시작된다. 다른 물질은 우리를 불구로 만들 수도 있고 또 다른 물질은 생활을 불편하게 할 수도 있다. 바른 음식을 균형 있게 먹는 것은 올바른 화학물질을 제공하고 우리의 몸을 최상의 상태로 기능하도록 반응하게 한다. 여러분이 배울 화학 지식은 여러분의 몸 기능을 더 잘 이해하게 도와주어 여러분이 자신의 몸을 잘 돌볼 수 있도록 도와 줄 것이다. 변화하는 시대 우리는 매우 빠르게 변화하는 시대에 살고 있다. 변하지 않는 것은 변화 그 자체라는 말이 있다. 현재 우리는 사람들이 늘 부닥쳐 왔던 큰 문제들에 직면해 있으며 우리가 처한 진퇴양난의 문제는 완전한 해결책이 없어 보인다. 우리는 때로는 나쁜 대안들 중에서 최상의 선택을 하라고 강요받고 우리의 결정은 흔히 문제에 대한 일시적인 해결책 일 뿐이다. 그럼에도 불구하고 바른 결정을 내리려면 우리의 선택이 무엇인지 이해하여야 한다. 실수에는 대가가 따른다. 그리고 항상 실수를 바로 잡을 수 있는 것은 아니다. 오염을 시키는 것은 쉽다. 그러나 일단 오염된 것을 청소하는 것은 엄청난 비용이 든다. 우리는 가능한 많은 정보를 모아 그것을 주의하여 평가하고 중요한 결정을 내려서 최대한 실수를 피할 수 있다. 과학은 정보를 모으고 평가하는 것이다. 그리고 화학은 모든 과학의 중심이다. 화학과 인간의 조건 무엇보다도 우리의 희망은 화학을 공부하는 것이 지루하고 어려운 것이 아니라는 것을 여러분이 알기를 희망한다. 오히려 화학은 여러분의 몸, 마음, 환경, 여러분이 살고 있는 세계에 대한 깊은 이해를 통해 여러분의 삶을 다방면에서 풍성하게 해 준다. 결국 우주를 이해하는 것에 대한 탐구는 우주가 인간에게 무슨 의미가 있는지를 알게 해주는 필수적인 부분이다.
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지은이 말 지은이소개 옮긴이 말 옮긴이 소개 1장 화 학: 모든 시기의 과학 1.1 과학과 기술: 지식의 근원 1.2 베이컨의 꿈과 카슨의 악몽 1.3 과학은 시험할 수 있고, 재현 가능하고, 설명에 도움이 되어야 하고, 예측 할 수 있도록 해야 하며, 잠정적이다 1.4 과학의 한계 1.5 과학과 기술: 위험과 이익 1.6 화학의 중심 역할 1.7 사회 문제의 해결: 과학적 연구 1.8 화학: 물질과 그 변화에 관한 연구 1.9 물질의 분류 1.10 물질의 측정 1.11 밀 도 1.12 에너지: 열과 온도 1.13 비판적인 사고 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 2장 원 자: 원자는 실제로 존재하는가? 2.1 원자: 그리스인의 생각 2.2 라브아지에: 질량보존의 법칙 2.3 프루스트: 일정성분비의 법칙 2.4 돌턴과 원자론 2.5 혼란에서 벗어나다: 주기율표 2.6 원자: 실존성과 중요성 2.7 분자: 레우키포스의 사색 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 3장 원자구조: 보이지 않는 것의 모습 3.1 전기와 원자 3.2 과학 안의 행운: X-선과 방사능 3.3 방사능의 세 가지 형태 3.4 러더퍼드의 실험: 원자의 핵 모형 3.5 원자핵 3.6 전자배치: 보어모형 3.7 전자배열: 양자모형 3.8 전자구조와 주기율표 3.9 어떤 모형을 선택할 것인가? 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 4장 핵화학: 물질의 본질 4.1 자연 방사능 4.2 핵반응식 4.3 반감기 4.4 방사성 동위원소 연대측정 4.5 인공변환 4.6 방사성 동위원소의 이용 4.7 핵의학 4.8 방사선의 투과력 4.9 핵에너지 4.10 핵폭탄의 제조 4.11 방사성 낙진 4.12 핵발전소 4.13 열핵반응 4.14 핵시대 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 5장 화학결합: 결합고리 5.1 추론의 기술: 안정한 전자구조 5.2 루이스(전자-점) 기호 5.3 나트륨은 염소와 반응한다: 사실 5.4 나트륨은 염소와 반응한다: 이론 5.5 루이스 기호의 사용: 더 많은 이온화합물 5.6 이온화합물의 화학식과 이름 5.7 공유결합: 공유된 전자쌍 5.8 불균등한 공유: 극성 공유결합 5.9 다원자 분자: 물, 암모니아, 메탄 5.10 다원자 이온 5.11 루이스 식을 쓰는 규칙 5.12 홀수 전자 분자: 자유라디칼 5.13 분자의 모양: VSEPR 이론 5.14 모양과 성질: 극성 분자와 비극성 분자 5.15 분자 간 힘과 물질의 상태 5.16 화학용어 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 6장 화학계산: 질량과 부피관계 6.1 화학적 문장: 화학식 6.2 화학 반응식에서 부피관계 6.3 아보가드로수: 6.02 × 1023 6.4 몰: ?한 다스의 달걀과 1몰의 설탕 주세요? 6.5 화학 반응식에서 몰과 질량 관계 6.6 기체 법칙 6.7 용 액 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 7장 산과 염기: 양성자를 전달해 줘 7.1 산과 염기: 실험적 정의 7.2 산, 염기, 염 7.3 산성과 염기성 무수물 7.4 강산, 강염기, 약산, 약염기 7.5 중 화 7.6 pH 척도 7.7 산성비 7.8 제산제: 염기성 치료제 7.9 산업과 우리 몸 안의 산과 염기 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 8장 산화와 환원: 연소와 불연소 8.1 산화와 환원: 세 가지 관점 8.2 산화제와 환원제 8.3 전지화학: 전지(cell)와 축전지 8.4 부 식 8.5 폭발반응 8.6 산소: 풍부하고 꼭 필요한 산화제 8.7 다른 일반적인 산화제들 8.8 몇 가지 관심의 대상이 되는 환원제들 8.9 수소 자세히 보기 8.10 산화, 환원 그리고 생물 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 9장 유기화학: 탄소화합물의 무한한 다양성 9.1 독특한 탄소 원자 9.2 알 칸 9.3 고리형 탄화수소 9.4 불포화 탄화수소: 알켄과 알킨 9.5 방향족 탄화수소: 벤젠과 벤젠 계통의 화합물 9.6 염화 탄화수소: 많은 용도, 몇 가지 위험 9.7 작용기 9.8 알코올 9.9 페 놀 9.10 이 써 9.11 알데하이드와 케톤 9.12 카르복실산 9.13 에스터: RCOOR′의 달콤한 향기 9.14 아민과 아미드 9.15 이종원자 고리 화합물: 알칼로이드와 그 밖의 물질들 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 10장 고분자: 분자 중 거인 10.1 중합: 작은 것으로부터 큰 것을 만드는 것 10.2 천연 고분자 10.3 셀룰로이드: 당구공과 옷깃 10.4 폴리에틸렌: 영국의 전투에서부터 빵 봉지까지 10.5 부가 중합반응: 1 + 1 + 1 + … 은 1이다! 10.6 고무와 다른 탄성체 10.7 축합 중합체: 물의 분리 10.8 고분자의 성질 10.9 플라스틱의 폐기 10.10 플라스틱과 화재 위험 10.11 가소제와 오염 10.12 플라스틱과 그 미래 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 11장 지구(흙)의 화학: 금속과 광물 11.1 우주선 지구: 구성물질 11.2 지각: 유기물과 무기물 11.3 필요를 만족시킴: 나뭇가지에서 벽돌까지 11.4 규산염과 물질의 형태 11.5 변형된 규산염들: 세라믹, 유리와 시멘트 11.6 금속과 광석 11.7 모든 것이 떨어져 간다: 지구의 감소하는 자원 11.8 토양 오염: 고체 폐기물 11.9 쓰레기의 3R: REDUCE, REUSE, RECYCLE(감소, 재사용, 재활용) 11.10 우리의 우주선은 얼마나 만원인가? 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 12장 공 기: 생명의 호흡 12.1 지구의 대기: 대기의 권역과 조성 12.2 대기권의 화학 12.3 기온역전 12.4 자연적 오염 12.5 우리의 조상들이 숨쉬었던 공기 12.6 전 세계적인 오염 12.7 석탄 ＋ 불 → 산업 스모그 12.8 자동차 배기가스 12.9 광화학 스모그: 태양이 비칠 때도 생기는 안개 12.10 산성비: 공기 오염 → 수질 오염 12.11 실내 공기 오염 12.12 오존: 양날의 칼 12.13 이산화탄소와 온실효과 12.14 최후의 오염물질: 열 12.15 누가 얼마나 오염시키는가? 12.16 대가를 치루다 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 13장 물: 생명의 강: 슬픔의 바다 13.1 물: 몇 가지 독특한 성질 13.2 물의 분포 13.3 물의 순환과 자연적인 수질 오염 13.4 화학적?생물학적 오염 13.5 산업 오염의 예: 차의 제조 13.6 지하수 오염 → 더러운 수돗물 13.7 마시기에 적합한 물 만들기 13.8 정수장 13.9 오수에서 음용수까지 13.10 새로운 청량음료: 병에 든 물 13.11 대체 오수 처리법 13.12 수질 오염의 해결책은 우리가 찾아야 한다 요 약 복습 문제 문 제 보충 문제 공동 과제 참고문헌 14장 에너지: 염료 천국 14.1 지구를 에너지로 충만하게 하는 태양빛 14.2 에너지와 화학 반응 14.3 에너지와 열역학 제1법칙: 에너지 보존의 법칙 14.4 에너지와 열역학 제2법칙: 물질은 더 나빠진다 14.5 인력: 초기 에너지의 이용 14.6 화석연료의 매장량과 소비 속도 14.7 석탄: 오래된 탄소 암석 14.8 천연가스: 주로 메탄 14.9 석유: 액체 탄화수소 14.10 편리한 에너지: 전기 14.11 핵분열 14.12 핵융합: 자기병 속의 태양 14.13 태양의 이용: 태양에너지 14.14 생물자원: 연료를 생산하는 광합성 14.15 가…
출처: 국립중앙도서관 서지정보
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