화학

화학이란

화학은 물질의 성질과 행동에 대한 과학적 연구이다.원자, 분자, 이온으로 구성된 화합물의 구성 요소, 구조, 특성, 행동, 그리고 다른 물질과의 반응 동안 그들이 겪는 변화들을 다루는 자연과학이다.화학은 물리학과 생물학의 중간적 위치를 차지한다.그것은 기초적인 수준에서 기초적인 과학 분야와 응용된 과학 분야를 모두 이해할 수 있는 기초를 제공하기 때문에 때때로 중심 과학이라고 불린다.예를 들어, 화학은 식물의 성장(식물학), 화성암(지질학), 대기 오존의 형성과 환경오염물질의 저하(생태학), 달 토양 특성(우주화학), 약물 작용(약리학), 범죄 현장에서 DNA 증거를 수집하는 방법(전면)을 설명한다.화학은 원자와 분자가 화학 결합을 통해 상호작용하여 새로운 화합물을 형성하는 방법과 같은 주제를 다룬다. 화학 결합에는 두 가지 유형이 있다.현재 원자 구조의 모델은 양자 역학 모델이다.전통적인 화학은 소립자, 원자, 분자, 물질, 금속, 결정 및 기타 물질의 집합체에 대한 연구로 시작한다. 물질은 고체, 액체, 기체, 플라즈마 상태, 분리 또는 조합으로 연구될 수 있다. 화학에서 연구된 상호 작용, 반응 및 변환은 일반적으로 원자를 서로 연결하는 화학 결합의 재배열로 이어지는 원자 간의 상호 작용의 결과이다. 이러한 행동은 화학 실험실에서 연구된다.화학 실험실은 전형적으로 다양한 형태의 실험실 유리그릇을 사용한다. 그러나 유리기는 화학의 중심이 아니며, 많은 실험적인 화학은 유리 없이 이루어진다.다른 색상으로 조명되는 수산화 암모늄과 질산을 포함한 시약병 내 물질의 용액 화학반응은 어떤 물질들이 하나 이상의 다른 물질들로 변형되는 것을 말한다.이러한 화학적 변환의 기초는 원자 사이의 화학 결합에서 전자의 재배열이다. 이것은 화학 방정식을 통해 상징적으로 묘사될 수 있는데, 화학 방정식은 보통 원자를 피사체로 포함한다. 화학 변환 방정식에서 왼쪽과 오른쪽의 원자의 수는 같다. (양쪽에 있는 원자의 수가 같지 않을 때, 그 변환을 핵반응 또는 방사성 붕괴라고 한다.) 어떤 물질이 겪을 수 있는 화학 반응의 종류와 그에 수반될 수 있는 에너지의 변화는 화학 법칙으로 알려진 특정 기본 규칙에 의해 제한된다.에너지와 엔트로피에 대한 고려는 거의 모든 화학 연구에서 항상 중요하다. 화학 물질은 그 구조, 상, 그리고 화학 조성의 관점에서 분류된다. 스펙트럼 분석 및 크로마토그래피와 같은 화학 분석 도구를 사용하여 분석할 수 있습니다. 화학 연구에 종사하는 과학자들은 화학자로 알려져 있다.대부분의 화학자들은 하나 이상의 하위 학문을 전문으로 한다.

원자

원자는 화학의 기본 단위이다. 그것은 전자 구름이 차지하는 공간에 둘러싸인 원자핵이라고 불리는 밀집된 핵으로 구성되어 있다. 원자핵은 양전하를 띤 양성자와 비전하를 띤 중성자로 구성되어 있으며, 전자구름은 원자핵 주위를 도는 음전하를 띤 전자로 구성되어 있다. 중성 원자에서 음전하를 띤 전자는 양성자의 양전하를 균형 있게 한다. 핵자의 질량은 전자의 약 1,836배이지만, 원자의 반지름은 핵의 약 10,000배이다.원자는 또한 전기음성, 이온화 전위, 선호 산화 상태, 배위수, 바람직한 결합 종류와 같은 원소의 화학적 특성을 유지하는 것으로 상상할 수 있는 가장 작은 개체이다.화학 원소는 원자핵에 있는 특정 수의 양성자를 특징으로 하는 단일 종류의 원자로 구성된 순수한 물질이다. 질량수는 원자핵에 있는 양성자와 중성자의 수의 합이다. 비록 한 원소에 속하는 모든 원자의 핵이 같은 원자 번호를 가질지라도, 그것들은 반드시 같은 질량 번호를 가질 필요는 없다; 다른 질량 번호를 가진 원자의 원자는 동위 원소라고 알려져 있다. 예를 들어, 원자핵에 6개의 양성자를 가진 모든 원자는 화학 원소 탄소의 원자이지만, 탄소의 원자는 12 또는 13의 질량수를 가질 수 있다.화학 원소의 표준 표시는 주기율표에 있으며, 주기율표는 원자 번호에 따라 원소를 정렬한다. 주기율표는 그룹, 열, 마침표 또는 행으로 배열됩니다. 주기율표는 주기율 추이를 식별하는 데 유용하다.화합물은 하나 이상의 원소로 구성된 순수한 화학 물질이다. 화합물의 성질은 원소의 성질과 거의 유사성이 없다.화합물의 표준 명명법은 국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC)에 의해 정해진다. 유기 화합물은 유기 명명법에 따라 명명된다.무기화합물의 명칭은 무기명칭법에 따라 작성된다. 화합물이 하나 이상의 성분을 가지고 있을 때, 그것들은 전기 양성과 전기 음성의 두 종류로 나뉜다.또한, 화학 요약국은 화학 물질들을 색인화하는 방법을 고안했다.

분자

분자는 순수한 화학 물질 중에서 가장 작은 분자로, 다른 물질과 화학 반응을 할 수 있는 가능성을 말한다. 그러나 이 정의는 분자로 구성된 물질에만 잘 작용하며, 이는 많은 물질에 해당되지 않는다. 분자는 일반적으로 공유 결합에 의해 결합된 원자의 집합으로, 구조는 전기적으로 중립적이며 모든 원자가 전자는 결합 또는 단일 쌍으로 다른 전자와 쌍을 이룬다.따라서 분자는 이온과 달리 전기적으로 중성적인 단위로 존재한다. 이 법칙이 깨져서 "분자"에게 전하를 줄 때, 그 결과는 때때로 분자 이온 또는 다원자 이온이라고 불린다. 그러나 분자 개념의 이산적이고 분리된 성질은 일반적으로 분자 이온이 질량 분석기의 진공에서 유향된 빔과 같이 잘 분리된 형태로만 존재해야 한다. 고체(예를 들어, 일반적인 황산염 이온 또는 질산염 이온)에 존재하는 대전된 다원자 집합은 일반적으로 화학에서 "분자"로 간주된다. 일부 분자는 하나 이상의 짝이 없는 전자를 포함하고 있어 라디칼을 생성한다. 대부분의 라디칼은 비교적 반응성이 있지만, 산화질소(NO)와 같은 라디칼은 안정할 수 있다.불활성 또는 귀한 기체 원소(헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈)는 가장 작은 이산 단위로서 외톨이 원자로 구성되어 있지만, 다른 고립된 화학 원소는 어떤 방식으로든 서로 결합된 분자 또는 원자 네트워크로 구성되어 있다. 식별 가능한 분자들은 물, 공기, 그리고 알코올, 설탕, 가솔린, 그리고 다양한 약물과 같은 많은 유기 화합물들과 같은 친숙한 물질들을 구성한다.그러나 모든 물질이나 화학 화합물이 별개의 분자로 이루어진 것은 아니며, 실제로 지구의 단단한 지각, 맨틀, 그리고 핵을 구성하는 대부분의 고체 물질들은 분자가 없는 화학 화합물이다. 이온 화합물 및 네트워크 고체와 같은 이러한 다른 유형의 물질들은 식별 가능한 분자의 존재 자체가 없는 방식으로 구성된다. 대신, 이러한 물질들은 물질 내에서 가장 작은 반복 구조로서 식 단위 또는 단위 셀의 관점에서 논의된다. 이러한 물질의 예로는 광물염(식탁염 등), 탄소 및 다이아몬드와 같은 고체, 금속, 그리고 석영 및 화강암과 같은 친숙한 실리카 및 규산염 광물이 있다.분자의 주요 특징 중 하나는 종종 구조라고 불리는 기하학이다. 이원자, 삼원자 또는 사원자 분자의 구조는 하찮을 수 있지만 (선형, 각뿔 등) 6개 이상의 원자로 구성된 다원자 분자의 구조는 화학적 성질에 매우 중요할 수 있다.