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화학적 에너지와 엔트로피: 화학 반응 속도, 열, 그리고 분자의 기반 메탄의 연소에 의해 방출되는 에너지는 1몰당 약 900킬로줄입니다. 핵반응에 의해 방출되는 에너지보다 훨씬 적지만 연소와 같은 화학적 과정에 의해 방출되는 에너지는 열과 빛으로 인식될 수 있을 정도로 큽니다. 소위 발열반응에서 에너지가 방출되는 이유는 생성물 분자인 이산화탄소와 물의 화학결합이 반응물 분자인 메탄과 산소보다 더 강하고 안정적이기 때문입니다. 계의 화학 퍼텐셜에너지가 감소하여 방출되는 에너지의 대부분은 열로 나타나고, 일부는 복사에너지, 즉 빛으로 나타납니다. 이러한 연소반응에 의해 생성된 열은 주변 공기의 온도를 높여 일정한 압력에서 공기의 부피를 증가시킵니다. 공기의 팽창은 일이 이루어지는 결과를 가져옵니다. 예를 들어 내연기관의 실린더에서 가솔린의 연소에 의해 움직이는 피스톤에 대항하.. 2024. 1. 17.
화학적 다양성의 깊이: 이성질체와 에너지 변환의 세계 탄소 원자 2개가 결합하고, 각 탄소 원자에 수소 원자 3개가 결합하면 에탄 분자가 얻어집니다. 탄소 원자 4개가 결합하면 n-부탄이라고 하는 선형 구조와 이소-부탄이라고 하는 분지형 구조의 두 가지 다른 구조가 가능합니다. 이 두 구조는 분자식이 C4H10은 같지만 구성 원자의 부착 순서가 다릅니다. 이 두 분자를 구조적 이성질체라고 합니다. 이들은 각각 독특한 화학적, 물리적 성질을 가지고 있고, 서로 다른 화합물입니다. 가능한 이성질체의 수는 탄소 원자의 수가 증가함에 따라 급격히 증가합니다. C6H14는 5개, C10H22는 75개, C40H82는 6.2×1013개의 이성질체가 있습니다. 탄소가 산소, 질소, 황 등 수소 이외의 원자와 결합하면 그 구조적 가능성은 더욱 커집니다. 탄소 화합물을 생.. 2024. 1. 17.
이온결합, 공유결합, 이성질체: 화학의 다양한 매력 새로운 화학 원자, 즉 원소는 원자핵에 다른 양성자가 추가될 때마다 결과를 낳습니다. 양성자가 연속적으로 추가되면 우주에 존재한다고 알려진 모든 범위의 원소가 생성됩니다. 서로 다른 두 개 이상의 원소가 원자결합을 통해 결합하면 화합물이 생성됩니다. 이러한 결합은 전자쌍의 결과이며, 모든 구조화학의 기초가 됩니다. 이온결합과 공유결합: 서로 다른 두 원자가 서로 접근할 때, 바깥쪽 궤도의 전자는 두 가지 다른 방식으로 반응할 수 있습니다. 원자 A의 가장 바깥쪽 원자 궤도의 전자는 바깥쪽이지만 안정적인 원자 B의 궤도로 완전히 이동할 수 있습니다. 그 결과로 대전된 원자 A+와 B-를 이온이라고 하며, 이들 사이에 끌어당기는 정전기적 힘에 의해 이온 결합이라고 하는 것이 발생합니다. 대부분의 원소는 이온.. 2024. 1. 17.
현대 화학: 대량 생산과 분자 구조의 과정 벌크 화학 공정, 특히 열전달과 관련하여 대량 화학 공정의 감시와 제어는 보통 화학자와 화학 공학자들이 다루는 문제입니다. 또한 대량 화학 생산자들에게는 부산물의 처리가 주요한 문제입니다. 산업 화학의 이러한 과제들과 다른 과제들은 위에서 논의한 화학의 더 순수하게 지적인 학문들과 구별됩니다. 그러나 화학 산업 내에서는 전통적인 전문 분야에서 수행되는 상당한 양의 기초 연구가 있습니다. 대부분의 대형 화학 회사들은 연구 개발 능력을 가지고 있습니다. 예를 들어 제약 회사들은 화학자들이 분자의 약리 작용을 시험하는 대규모 연구 실험실을 운영합니다. 이러한 실험실에서 발견되는 새로운 제품과 공정은 종종 특허를 받고 연구 자금을 지원하는 회사의 수익원이 됩니다. 화학 산업에서 수행되는 많은 연구를 응용 연구라.. 2024. 1. 16.

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