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개관 고분자화학이란 고분자를 다루는 화학의 한 분야입니다. 고분자란 매우 큰 분자를 의미하며 고분자와 저분자의 경계는 명확하지 않지만 일반적으로 분자량 10000이상인 분자가 고분자라는 해석이 정설로 받아들여집니다. 고분자는 우리의 생활 곳곳에 존재하느데, 당장 우리 몸을 이루고 있는 물을 제외한 거의 모든 것이 고분자로 구성되어있으며 책상의 나무와 종이, 고무, 카펫과 옷등 생활용품도 대부분 고분자로 이루어져있습니다. 이렇듯 고분자 물질은 인류의 시작부터 인류와 함께해왔지만 학문적인 고분자의 개념은 1922년 독일의 화학자 슈타우딩거에 의해 처음으로 정립되었습니다. 그 후 고분자 합성에 대한 연구는 빠르게 발전하여 천연 고분자에만 의존하던 인류의 현재 합성 고분자의 사용량은 천연 고분자의 사용량을 넘어섰고,..
르 샤틀리에의 원리 화학 반응에는 조건에 따라 생성물이 반응물로 돌아가는, 즉 반응이 거꾸로 진행되는 역반응이 일어날 수 있는 반응인 가역 반응과 그렇지 않은 비가역 반응이 있습니다. 그 중 가역 반응은 시간이 지나면 정반응의 속도와 역반응의 속도가 같아져 반응이 더 이상 일어나지 않는 것처럼 보이는 평형 상태에 도달하게됩니다. 르 샤틀리에의 원리는 이러한 평형 상태의 계가 교한을 받게 될 경우 일어나는 일을 설명하는 원리로, 평형에 있는 계가 교란을 받게 되면 계는 그 교란에 의한 효과를 최소화시키려 한다는 원리입니다. 예를 들어 실린더 내부에서 한 분자의 A가 두 분자의 B로 분해되는 반응이 있다고 할때(A(g)↔2B(g)), 실린더를 눌러 이 계의 압력을 증가시키면 르 샤틀리에의 원리에 의해 교란에 의한 효과, 즉 압..
고분자화학의 시작 최초로 고분자의 존재 가능성을 주장한 사람은 독일의 화학자 아우구스트 케쿨레였습니다. 그는 1877년 매우 긴 사슬 구조의 천연 유기화합물이 특이한 성질을 갖고 있다고 주장하였습니다. 그 후 1893년 헤르만 에밀 피셔라는 독일의 화학자가 셀룰로오스는 글루코오스(포도당, C6H12O6)로 이루어져 있으며 단백질도 폴리펩타이드라는 긴 사슬로 이루어져 있다고 말했습니다. 이처럼 고분자의 존재는 이미 많은 사람들에게 언급되고 있었고, 실제로 하얏트나 베이클랜드와 같은 사람은 고분자 수지를 합성해내기도 했습니다. 하지만 이는 고분자의 존재를 알고 합성한 것이 아닌, 우연의 결과였습니다. 세월이 흘러 고분자라는 개념은 독일의 화학자인 헤르만 슈타우딩거가 1922년 뒤셀도르프에서 행한 강연에서 최초로 등장했습니다...
입체화학-개관 입체 화학은 분자의 3차원적인 구조, 즉 분자의 모양을 다루는 화학의 한 분야입니다. 입체 화학의 발견은 유기 화학의 구조론에 있어서 가장 중요한 발견 중 하나였습니다. 입체 화학은 다른 형태의 이성질체가 존재하는 이유를 설명해주며 그들이 왜 다른 성질을 갖는 지도 설명해주기 때문입니다. 입체화학의 중요성은 이성질체를 통해 설명이 가능합니다. 이성질체란 같은 분자식을 가진 다른 화합물을 뜻하는 말입니다. 쉽게 풀어쓰자면 어떤 분자들의 각 분자를 이루고 있는 원자의 종류와 개수는 같지만 결합 방식이 다른 경우, 이 분자들은 서로 이성질체 관계에 있다고 말합니다. 이성질체 관계의 화합물은 분자구조가 다르기 때문에 물리적/화학적 성질이 서로 완전히 다르지만, 분자식이 같기에 화학반응이 일어날 때 5:5의 비율..
전기화학- 다니엘 전지 다니엘 전지는 전체적으로 볼타전지와 유사하나, 염다리의 존재로 인해 분극현상이 일어나지 않는다는 점이 특징입니다. 영국의 다니엘이 발명했으며 음극에 아연, 양극에 구리를 사용한다는 점은 볼타 전지와 같지만 하나의 전해질(묽은 황산)을 사용한 볼타 전지와 달리 두개의 전해질(황산 아연, 황산구리(Ⅱ))을 사용한다는 것과 염다리를 사용한다는 차이점이 있습니다. 볼타 전지와 마찬가지로 아연판에서는 아연이 전자를 잃고 아연 이온으로 산화되는 반응이, 구리판에서는 수소 이온이 전자를 얻어 수소 기체로 환원되는 반응이 일어납니다. 염다리는 황산 칼륨이나 염화 칼륨과 같은 반응성이 작은 이온결합 물질을 관에 넣어 굳힌 것으로, 이를 통해 이온이 이동하며 전하의 불균형을 해소하고 전기적으로 중성을 만들어주어 전류가 계..
열화학-헤스의 법칙 헤스의 법칙은 물질이 화학 변화에 의해 다른 물질로 변화할 때 방출 또는 흡수되는 열량은 반응물과 생성물에 의해서만 결정되며 반응 경로와는 상관이 없다는 법칙입니다. 총열량 불변의 법칙이라고도 부르고, 스위스의 화학자인 헤스가 1840년에 발표하였습니다. 예를 들어 탄소가 산소와 반응하여 이산화탄소를 만든다 하였을 때, 탄소가 완전 연소하여 이산화탄소가 되는 반응과 불완전 연소하여 일산화탄소가 되고 그 일산화탄소가 다시 산소와 반응하여 이산화탄소가 되는 반응에서 출입하는 열량의 차이는 없습니다. 헤스의 법칙을 사용하면 몇개의 화학반응을 이용해 매우 느린 반응이나 일산화질소와 같은 불안정한 중간체가 형성되는 반응등 직접 측정하기가 어려운 반응의 반응열을 측정할 수 있습니다.
열화학- 엔탈피 엔탈피는 계의 성질 중 하나로, 계의 내부에너지에 계의 압력과 부피를 곱한 값을 더한 것으로 정의됩니다. 압력이 일정하게 유지될 때 엔탈피의 변화량은 계에 출입한 열량과 같다는 특징이 있습니다. 그 이유는 열역학 제 1법칙과 엔탈피의 정의를 통해 알 수 있습니다. 열역학 제 1법칙에 따르면 계에 출입한 열량은 계의 내부 에너지 변화량과 계가 외부에 한 일의 합과 같은데(Q=ΔU+W) 압력이 일정할 때, 일은 압력과 부피의 변화량으로 나타내어지고(W=PΔV, 이를 앞의 식에 대입하면 Q=ΔU+PΔV) 엔탈피가 내부에너지에 계의 압력과 부피의 곱을 더한 것(H=U+PV)으로 정의되므로 엔탈피 변화량은 내부에너지의 변화량과 압력에 부피의 변화량을 곱한 것과 같습니다(ΔH=ΔU+PΔV). 볼드체로 표시한 부분이..
주기율표-15족 원소 15족 원소들은 5개의 최외각 전자(ns²np³의 전자 배치)를 가지며 다른 족들과 마찬가지로 아래로 내려갈수록 금속성이 커지고(전기 음성도 값을 통해 알 수 있음) 각 원소마다 독특한 성질을 갖는다는 특징이 있습니다. 질소와 인은 비금속으로 주로 반응성이 큰 금속과 반응하여 -3가의 음이온이 되며 염을 형성합니다. 비스무트와 안티모니는 금속성이 있어 쉽게 전자를 잃고 양이온이 됩니다. 이 원소들은 5개의 원자가 전자를 갖고 있지만 5개의 전자를 모두 잃고 +5가의 양이온이 되기에는 너무 큰 에너지가 필요해 이러한 이온을 포함한 화합물은 존재하지 않습니다. 15족 원소는 15족 원소를 중심으로 하고 3, 5, 6개의 공유결합을 형성한 분자 혹은 이온을 만들 수 있습니다(단, 질소는 크기가 작아 3개의 공..

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