안녕하세요. 맑은 향기입니다. 오늘은 화학 반응의 규칙성과 관련된 법칙들에 대해 알아보겠습니다.
화학은 물질의 성질, 조성, 구조 및 변화, 제법 및 응용 등을 연구하는 기초 과학의 한 분야로, 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 질량보존의 법칙, 일정성분비의 법칙, 기체반응의 법칙, 아보가드로 법칙, 원자설과 분자설등에 대해 알아보겠습니다. 가시죠.
질량 보존의 법칙
- 발견한 학자: 프랑스의 화학자 라부아지에(Antoine Lavoisier, 1743~1794)
- 개념: 닫힌 계(closed system)에서 화학 반응 전 화합물 전체의 질량 합과 반응 후의 화합물 전체 질량의 합이 같음.
일정 성분비의 법칙
- 발견한 학자: 독일의 화학자 프루스트(Jöns Jacob Berzelius, 1779-1848)
- 개념: 한 화합물을 구성하는 성분 원소의 질량비는 항상 일정하다는 법칙
기체 반응의 법칙
- 발견한 학자: 프랑스의 화학자 게이뤼삭(Joseph Louis Gay-Lussac, 1778-1850)
- 개념: 온도와 압력이 일정할 때, 기체가 반응하여 새로운 기체를 생성할 때, 반응하는 기체와 생성되는 기체의 부피 사이에는 간단한 정수비가 성립한다는 법칙
아보가드로의 법칙
- 발견한 학자: 이탈리아의 물리학자 아보가드로(Amedeo Avogadro, 1776-1856)
- 개념: 같은 온도와 압력에서 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 수의 분자를 포함한다는 법칙
돌턴의 원자설
19세기 초 영국의 화학자 돌턴(John Dalton, 1766-1844)이 제시한 원자에 대한 이론으로, 현대 화학의 기초를 이루는 중요한 개념 중 하나입니다. - 돌턴의 원자설은 다음과 같습니다.
1. 모든 물질은 더 이상 나눌 수 없는 가장 작은 입자인 원자로 이루어져 있다.
- 원자는 원자핵과 전자로 나뉘며, 핵반응으로 인해 원자는 더 작은 입자(양성자, 중성자, 전자)로 쪼갤 수 있다.
2. 원자의 종류가 같으면 그 크기와 질량이 같다.
- 동위원소의 발견
3. 원자는 새로 생기거나 없어지지 않으며, 다른 종류의 원자로 변하지 않는다.
- 핵융합 반응이나 핵분열 반응을 통해 다른 종류의 원자로 변함. 방사성 붕괴 과정에서는 기존의 원자가 다른 종류의 원 자로 변환가능하다.
4. 원자들은 서로 결합하여 화합물을 만들 때, 일정한 비율로 결합한다.
- 원자들이 서로 결합하여 화합물을 만들 때, 일정한 비율로 결합하는 것을 '화학식량'이라고 합니다.
화학식량은 화학식을 이용하여 계산할 수 있으며, 이를 통해 원자들의 개수와 비율을 파악할 수 있습니다.
예를 들어, 물 분자는 H2O라는 화학식으로 표현되며, 여기서 H는 수소 원자를 O는 산소 원자를 나타냅니다.
H2O의 화학식량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
원자 개수는 H는 2개, O는 1개입니다.
각 원자의 원자량을 곱한 값의 합이 화학식량입니다.
수소 원자의 원자량은 1, 산소 원자의 원자량은 16이므로, H2O의 화학식량은 (1 x 2) + (16 x 1) = 18입니다.
위와 같이 원자들이 서로 결합하여 화합물을 만들 때, 일정한 비율로 결합하며, 화학식량을 이용하여 원자들의 개수와 비율을 파악할 수 있습니다.
5. 화합물은 분해될 때, 원래의 원자로 되돌아간다.
-화합물이 각각의 분자나 원자 또는 이온 등으로 나누어지는 현상을 '해리'라고 합니다. 가역적인 반응으로 평형상태가 존재합니다.
분자설
아보가드로가 돌턴의 원자설을 깨지 않으면서 기체반응의 법칙을 설명하기 위해 물질은 원자는 분자로 이루어지며, 이 분자가 물질의 성질을 결정한다는 이론입니다. 화학의 발전에 큰 역할을 했으며, 현재는 화학뿐만 아니라 물리학, 생물학 등 다양한 분야에서도 중요한 개념으로 자리 잡고 있습니다.
마무리
오늘은 질량보존의 법칙, 일정성분비의 법칙, 기체반응의 법칙, 아보가드로 법칙, 원자설과 분자설에 대해 알아보았습니다. 우리가 사는 세상은 거의 모든 것이 물질이라는 것으로 이루어져 있습니다. 우리가 살고 있는 지구, 우주, 우리 몸뿐만 아니라 스마트, 컴퓨터, 현금, 카드등. 물질이 자신의 성질을 나타낼 수 있는 기본적인 법칙과 이론에 대해 간단히 살펴보았습니다.
