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화학, 주기율, 화학 역사, 화학 원리

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원소의 발견과 구성에 대한 연구 역사 원소의 발견과 구성에 대한 연구 역사 1910년대에 들어오면서 물리학자들이 아주 기발한 분석법을 개발해냅니다. 그것은 바로 X선 회절 분석법이라는 기술인데요. 이 X선 회절분석법을회절 분석법을 이용하면 다이아몬드와 흑연과 같은 고체물질을 구성하고 있는 원자들이 어떤 배열로 모여 있는지를 들여다볼 수 있게 됩니다. 1910년대에 들어와 X선 회절 분석법을 통해서 다이아몬드와 흑연에서 탄소들이 어떤 배열로 나열되어 있는지를 볼 수 있게 되었습니다. 다이아몬드는 탄소들이 네 개의 결합을 하면서 모두 서로서로 3차원으로 연결되어서 굉장히 밀도가 높고 콤팩트한 구조를 가지고 있습니다. 그런데 흑연은 평면을 따라 한쪽으로만 반응이 일어나고 수직 방향의 다른 한쪽으로는 반응이 일어나지 않으면서 다이아몬드에 비해서 빈..
순수한 물질을 얻기 위한 연금술사들의 노력 순수한 물질을 얻기 위한 연금술사들의 노력 1000년경 중세로 들어오면서 연금술사들이 연금술을 실행하면서 찾았던 것은 철학자의 돌이었습니다. 당시, 이 철학자의 돌이 무엇인지는 아무도 알지 못했죠. 혹자는 이 철학자의 돌이 어떤 신비한 물질이라고도 생각했고, 혹자는 마치 마법과 같은 어떤 주술이라고도 여겼습니다. 심지어 어떤 사람들은 이 철학자의 돌이라는 것은 굉장히 신실한 신앙심이라고도 생각하는 사람들도 있었습니다. 무엇이 철학자의 돌인지는 몰라도 이 사람들은 금을 만드는, 소위 A가 B로 되는 변질을 가능케 하는 무엇인가가 존재한다고 생각을 했고, 또한 그것을 찾았습니다. 1600년대가 되면서 로버트 보일과 같은 신세대 연금술사들이 등장을 하면서 마침내 연금술에는 화학적 방법론이 접목되고, 과거 몇 ..
하버-보쉬 프로세스의 역사적 배경과 의의 하버-보쉬 프로세스의 역사적 배경과 의의 1800년대 유럽이 직면했던 식량부족의 문제를 해결하기 위해서, 모자라는 가축 분뇨를 대신할 구아노와 칠레초석이라는 천연 재료를 수입해서 사용했었습니다. 원래 천연재료는 고갈되기 마련입니다. 그래서 이 고갈되는 천연재료를 대체하기 위해서 합성 재료를 필요로 했는데, 하버가 1913년 하버-보쉬 프로세스를 통해서 암모니아를 합성해내면서 마침내 천연재료를 대신할 수 있는 합성 재료를 대량으로 생산할 수 있게 되죠. 마침내 식량증산을 위해서 최초의 합성비료를 개발한 것입니다. 이 합성비료를 사용해서 식량증산에 나서려는 국면에서, 아이러니하게도 하버-보쉬 프로세스가 20톤의 암모니아를 생산한 1913년의 이듬해인 1914년에, 독일의 선제공격으로 제1차 세계대전이 발발합..
헤니히 브란트의 연금술 연구 역사 헤니히 브란트의 연금술 연구 역사 1000년경 중세로 들어서면서 시작된, 우리 주변에 있는 흔하고 값싼 물질로부터 금을 만들겠다는 목적으로 시작된 연금술은, 600년이라는 굉장히 긴 시간 동안 금을 얻지 못하고 이것을 실현하기 위해서 철학자의 돌을 찾는 여행으로 지속되어 옵니다. 그러다가 1600년대에 들어오면서 이 연금술에 오늘날 우리가 과학적 방법론이라고 하는 새로운 방법이 접목이 되면서 일대 혁신적인 방향 전환을 하게 됩니다. 그러면서 1600년대 들어서면서 연금술은 마침내 화학으로 발전하게 되죠. 1600년대에 과연 어떤 과정을 거쳐서 연금술이 화학으로 발전되는지를 보기 위해서 당대의 같은 시대에 활동했던 두 사람의 연금술사들의 이야기를 통해서 살펴보도록 하겠습니다. 헤니히 브란트의 연금술 헤니히..
로버트 보일의 연금술과 화학의 역사 로버트 보일의 연금술과 화학의 역사 브란트와 동시대에 활동을 했지만 브란트와는 전혀 다른 행태로 연구 활동을 했던 또 다른 연금술사에 대해서 한번 알아보도록 하겠습니다. 그의 이름은 로버트 보일입니다. 우리가 기체의 성질을 공부하다 보면 보일의 법칙이라는 것을 만나게 되죠. 여러분들도 아마 보일의 법칙을 한 번쯤은 들어봤을 것 같습니다. 이 보일의 법칙을 만든 사람이 바로 영국의 연금술사 로버트 보일이었습니다. 연금술사 보일 로버트 보일은 영국 옥스퍼드를 배경으로 활동을 했던 헤니히 브란트와 동시대의 연금술사였습니다. 그도 여느 다른 연금술사나 마찬가지로 흔하고 값싼 금속으로부터 금을 만들겠다는 목적을 가지고 있었죠. 하지만 그는 다른 연금술사와는 다른 생각을 가지고 있었습니다. 다들 철학자의 돌이라는 ..
1800년대 후반 유럽 - 인구증가와 식량 부족(표토 생성 메커니즘) 1800년대 후반 유럽 - 인구증가와 식량 부족(표토 생성 메커니즘) 1800년대의 산업혁명기에 대해 알아보겠습니다. 산업혁명기에 일어난 가장 중요한 변화는 노동의 주체가 사람에서 기계로 바뀐 것이죠. 일, 즉 노동을 기계가 하게 되면서 많은 사회적 변화가 따라옵니다. 노동생산성이 증가하고 경제규모가 확대되기 시작하면서 사람들의 생활 수준도 향상되기 시작합니다. 동시에 인구가 증가하기 시작했습니다. 유럽을 중심으로 인구가 증가하면서 소비가 늘어났고, 소비가 늘어나는데 따라서 물질에 대한 수요가 증가를 했죠. 그런데 실제로 이 물자의 수요를 맞춰줄 만큼 물자의 공급이 따라가 주지를 못했습니다. 그래서 1800년대에 들어서면서 유럽은 극심한 물자의 공급 부족을 경험하기 시작하죠. 물자의 공급 부족 문제 중에..
화학 변형과 변질의 역사 화학 변형과 변질의 역사 과연 우리는 현재 어떤 환경에 둘러싸여서 살고 있는 것일까요? 아마도 여러분과 대부분들의 현대인들은 매우 인공적인 환경에 둘러싸여서 살아가고 있을 것입니다. 콘크리트와 쇳덩어리로 만들어진 건물 안에서, 빌딩들의 숲에 둘러싸인 채 살아가며, 우리 주변으로는 쇠로 만든 자동차들이 빠른 속도로 수시로 다니며, 심지어는 땅속으로도 쇠로 만든 기차가 다니고, 저 멀리 하늘에는 쇠로 만든 비행기가 떠다니죠. 그뿐만이 아닙니다. 집안뿐만 아니라 시내, 거리 어디를 가던, 인공적인 전자 기기들이 자기 나름대로의 아주 특별한 역할들을 수행하고 있죠. 그런데 우리가 조금만 과거로 돌아가 보더라도 현재 접하고 있는 것과는 전혀 다른 환경에서 사람들이 살았다는 사실을 알게 됩니다. 200년 전, 가깝..
나무의 시대에서 숯의 시대로의 역사 발전 나무의 시대에서 숯의 시대로의 역사 발전 원시인류가 불을 사용하기 시작한 것을 계기로 우리 인류의 문명은 지금과 같은 모습으로 발전해옵니다. 과거 인류 문명이 어떤 과정을 거쳐서 발전해 왔는지 되돌아보면, 아래 그래프의 직선처럼 시간에 따라서 점진적으로 서서히 문명이 발달한 것이 아니라 마치 계단을 올라가듯 한동안은 아무런 변화가 없다가 어떤 하나의 사건을 계기로 급작스럽게 넓은 폭으로 문명이 발달을 하고, 일단 그렇게 발달이 되고 나면 다시 또 한동안 아무런 변화가 없다가 다시 어떤 사건을 계기로 갑작스러운 발전을 하게 되죠. 다시 말해서 인류 문명은 수차례에 걸친 여러 번의 반복된 도약을 통해서 그동안 발전해왔던 것입니다. 마치 우리가 계단을 올라가는 것처럼 문명이 발달해왔던 것입니다. 문명의 발달과..
더 높은 온도를 만들기 위한 신소재의 개발 역사 더 높은 온도를 만들기 위한 신소재의 개발 역사 온대 산림의 아름드리나무를 마구 잘라 쓰면서 13세기에 들어와 마침내 나무가 고갈되기 시작합니다. 숲이 없어지면서 더 이상은 양질의 숯을 만들 수 있는 아름드리나무를 구할 수 없게 된 것이죠. 이와 같이 나무의 고갈을 특히 심각하게 느꼈던 나라가 바로 섬나라인 영국입니다. 영국은 섬나라이기 때문에 자신이 가지고 있던 나무를 다 베어버리면서 결국에는 태울 것이 없어졌죠. 그런데 마침 영국은 굉장히 많은 석탄 매장량을 가지고 있었습니다. 그리고 이 석탄이 겉으로 노출되면서 굉장히 많은 노천 석탄들이 해안선을 따라서 널려있었죠. 그래서 13세기부터 영국을 중심으로 숯 대신에 해안에 널린 노천 석탄들을 주워다가 사용하기 시작합니다. 마침내 인류가 나무를 쓰던 시대..
초기 철기시대와 숲의 파괴 역사 초기 철기시대와 숲의 파괴 역사 청동이라는 합금으로 무기나 연장을 만들면서 우리 인류의 삶의 모습은 급격하게 변하게 됩니다. 석기시대에서 청동기시대로 넘어온 과정을 잘 살펴보면, 역사학자들은 무기나 연장을 만드는데 당시의 인류가 사용했던 물질을 기준으로 구분했는데, 그 이면을 보면 그들이 사용하던 땔감의 종류가 바뀌면서 당시의 인류가 도달할 수 있었던 최고 온도의 한계가 올라가면서 청동이라는 합금을 손에 넣을 수 있게 되었다는 사실을 알 수 있습니다. 다시 말해서 주된 소재가 바뀌기 위해서는 땔감을 태워 도달할 수 있는 온도가 올라가야 된다는 것입니다. 철기시대의 시작 이어서 청동기 시대는 철기시대로 넘어가는데요. 철기시대로 넘어갈 수 있게 되는 계기도 역시 이 땔감의 사용에 있습니다. 땔감으로 가열하는..

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