과학과 '케미' 쌓기를 원하는
모든 사람을 위한 화학 입문서

인류가 존재하는 한 화학과 화학 물질의 작용에 대한 이해를 높이려는 노력은 앞으로도 계속될 것입니다. 화학과 케미를 좋게 만드는 것과 화학 물질의 이해도를 높이는 공부는 그래서 더욱 중요합니다. 독자들이 화학의 맛을 함께하고 느끼길 기대합니다.
―본문에서

최근 몇 년간 수많은 목숨을 앗아 간 세계적 범유행의 원인이자, 여인형 교수가 한 치 앞도 예측할 수 없는 미래 속에서 ‘쉽게 읽고 배울 수 있는 우리말 화학책’을 펴내 사회에 보답하기로 결심하는 계기가 된 코로나19를 종식시킨 것은 화학자들이 만들어 낸 백신이었다. 뿐만 아니라 인류를 위협하고 있는 기후 위기에 대처할 방법도, 100세 시대를 뛰어넘어 인간의 행복 지수를 높일 열쇠도 화학의 영역이다. 현재 우리의 삶뿐만 아니라 미래의 인류와 지구를 구할 해결책 역시 화학에 있는 것이다.

이토록 우리와 함께하고, 이토록 중요하고, 모든 자연 과학 분야의 핵심이 되는 중심 과학(central science)임에도 입시와 스펙 쌓기에만 방점을 두는 대한민국의 교육 환경에서 화학에 대한 청소년과 일반 시민의 관심을 줄어들고 있다. 국내 총생산(GDP)에서 화학 산업이 차지하는 비율이 7퍼센트에 이름에도 불구하고, 대학 입시 수능에서 화학 II를 선택하는 학생들이 0.8퍼센트인 현실은 화학에 대한 한국 사회의 대우가 어떤지 생생하게 보여 준다.

그 매력을 오롯이 즐길 기회가 부족했던 화학. 그동안 개념을 이해하기보다는 다짜고짜 문제집부터 풀어야 했던 학생부터 자연에 대한 호기심 세포를 영문도 모른 채 빼앗겨 버린 일반인까지, 이제 『여인형의 화학 공부』를 통해 대한민국 최고의 화학 선생님인 여인형 교수와 함께 ‘화학의 맛’을 즐기고 이로써 열리는 새로운 세상을 만나 보길 바란다.

『여인형의 화학 공부』를 통해 배울 수 있는 것들

1장 「화학이란 무엇인가?」
· 가설, 이론, 원리, 법칙 개념이 자연을 이해하는 데 왜 필요할까?
· 우리의 모든 활동이 왜 궁극적으로는 화학으로 귀결되는 것일까?
· 화학 공부에 많은 시간과 인내심, 그리고 노력을 쏟아야 하는 이유는?

2장 「자연의 알파벳」
· 괴롭기만 했던 원소 기호와 원자 번호 암기를 우리말로 한 번에 끝내는 방법.
· 화학 반응에 꼭 필요한 원소의 접착제, 전자의 특성과 행동.
· 주기율표 118개 원소가 말하는 우주 만물 형성의 비밀은?

3장 「주요 개념」
· 화학에서 사용하는 단위와 일상의 단위 사이에 존재하는 차이, 그리고 두 단위를 상호 변환하는 법.
· 화학 반응을 공식으로 표현하고 완결하는 순서와 방법.
· 세상에는 왜 그렇게도 많은 화학 물질이 존재하는 것일까?
· 사람의 몸을 화학 공식으로 나타낸다면 어떻게 될까?
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4장 「결합」
·이온 결합, 공유 결합, 수소 결합, 금속 결합, 배위 공유 결합과 같은 화학 결합의 종류 및 특징.
· 노인들이 흔히 앓는 병인 백내장, 알츠하이머병과 광학 이성질체의 관계는?
· 생명 탄생의 신비를 가능하게 한 수소 결합의 특성.
· 일산화탄소가 우리 몸에서 중독을 일으키는 이유는?

5장 「반응」
· 일상에서 경험할 수 있는 예를 통해 알아보는 산 염기 반응, 침전 반응, 산화 환원 반응, 분해 반응, 치환 반응.
· 주전자에 끼는 물때를 화학적으로 청소하려면?
· 생선회를 먹을 때 레몬 조각이 함께 나오는 이유.
· 선조들이 흙에서 화약의 원료인 초석을 채취할 수 있었던 비결은?

6장 「합성과 분석」
· 유기 합성, 무기 합성, 전합성, 역합성에 이르는 각종 합성의 실제 사례들.
· 2019년 노벨 화학상 수상으로 이어진 리튬 이온 전지 전극 재료의 합성.
· 화학 물질 분석 자료가 환경 정책의 근거로 활용된 다이옥신 분석.
· 소듐의 정성 분석과 불꽃놀이 사이의 원리는 무엇일까?
· 노벨 화학상을 2번 탄 화학자, 프레데릭 생어와 인슐린.

7장 「에너지」
· 에너지 보존 법칙의 진정한 의미는?
· 열역학 함수와 열역학 방정식을 도표로 쉽게 기억하는 방법.
· 태양의 빛 에너지가 어떻게 지구의 생태계로 이어졌는지 화학으로 이해하기.
· 우리 몸이 하루의 삶에 사용하는 에너지를 전기 요금으로 변환하면 얼마나 될까?

8장 「반응 속도」
· 화학 반응의 속도를 통해 화학 물질의 특성을 이해하기.
· 화학 반응 속도에 영향을 미치는 온도와 압력, 촉매의 역할을 알아보고 직접 계산해 보기.
· 프레온 가스 1킬로그램이 지구 오존층 3만 킬로그램을 파괴할 수 있는 이유는?
· 탄소의 반응 속도로 화석의 나이를 알 수 있는 비결.

9장 「계산 과정」
· 실제 실험 자료로 계산해 보는 화학 계산과 농도 표현법.
· 곱하기 1을 하는 것만으로 단위 변환이 가능해지는 ‘×1’ 계산법의 비밀은?
· 기체 상태의 화학 물질을 지배하는 ABCDE 법칙을 알아보기.

10장 「미래의 화학」
· 미래의 화학자 앞에 놓여 있는 새로운 도전 무대들을 들여다보기.
· 인공 지능 발전에 화학은 어떤 기여를 할 것인가?
· 사람이 흰개미나 소처럼 풀만을 먹고 살아가는 미래가 가능해질까?
· 화학 발전이 가져다 줄 미래 수소 경제의 모습은?

머리말: 국어로 읽는 화학 005
주기율표 012
일러두기 014

1장 화학이란 무엇인가? 017
2장 자연의 알파벳 029
3장 주요 개념 107
4장 결합 159
5장 반응 247
6장 합성과 분석 365
7장 에너지 401
8장 반응 속도 483
9장 계산 과정 543
10장 미래의 화학 589

맺음말: ‘화학의 맛’을 느끼고 즐기기 위해 610
참고 문헌 615
도판 저작권 617
찾아보기 619