화학은 물질을 다루는 학문이다!

화학은 변화되는 과정을 다루는, 변화의 학문이다. 이러한 변화 과정에서 미스터리가 생기기도 한다. 우리는 무기물이 어찌하여 유기물이 되어서 우리 같은 생명체가 되었는지 아직 정확히 알지 못한다. 우리는 10억 분의 1m인 나노 단위까지는 볼 수 있지만 더 작은 세계의 비밀을 아직 모른다. 주기율표상의 빈 공간을 채울 또 다른 원소가 있는지도 알지 못하고, 우주의 95%를 차지하는 암흑물질과 암흑에너지를 알지도 못한다. 그러나 우리는 이런 세상의 수많은 미스터리를 푸는 데 화학이 기여할 수 있으리라는 것은 믿고 있다. 화학은 변화의 학문, 가능성의 학문이기 때문이다.

* 이 전자책은 한국출판문화산업진흥원 ‘2020년 텍스트형 전자책 제작 지원’선정작입니다. *

서울대학교 화학공학과(공학사)를 졸업하고, 미국 퍼듀대학교 화학공학과에서 공학박사를 받았다. 차세대융합기술연구원 원장, 한국과학창의재단 이사장, 한국생물공학회 회장을 지냈으며, 현재 서울대학교 화학생물공학부 교수로 역임 중이다. 한국과학기술한림원 정회원, 한국공학한림원 정회원이며, 국제학술지 [Biotechnology Jonrnal]과 [Enzyme and Microbial Technology] 에디터를 맡고 있다.

머리말 / 4
LECTURE 01 에너지와 엔트로피: 세상은 무엇으로 굴러갈까? - 김성근
화학, 변화의 과학 / 18 화학결합 에너지 / 24 열역학 법칙들 / 30
엔트로피의 수학 / 통계적 의미 / 37 확률과 통계의 화학 / 41 다시 미스터리로 / 46
패널 토의 / 48
질의응답 / 56

LECTURE 02 세상을 만드는 원자는 동그랄까, 길쭉할까, 우글쭈글할까? - 이영민
원자, 분자, 화학결합… / 60 파동함수를 이해할 수 있는 지식들 / 66
흔히 하는 몇 가지 착각들 / 72
패널 토의 / 79
질의응답 / 87

LECTURE 03 변화와 다양성: 주기율표의 탄생과 화학의 역사 - 김경택
원소의 주기율표 / 92 화학은 세계와 변화에 관한 학문 / 94 화학혁명: 질량보존의 법칙 / 102
화학은 친밀하고 로맨틱한 학문 / 117
패널 토의 / 118
질의응답 / 124

LECTURE 04 화학반응의 바늘과 실: 전자와 양성자 - 정택동
노벨상 메달 숨기기 / 130 전자와 양성자 / 133 산과 염기 그리고 산화/환원 / 136
광합성과 호흡 / 139 현대 전기화학 / 144
패널 토의 / 150
질의응답 / 156

LECTURE 05 분자운동과 화학반응, 그 역동의 세계 - 윤완수
위치에너지 / 162 분자 에너지 / 169 반응 속도 / 174
화학반응 속도의 결정요인 / 177 눈으로 보는 반응 / 179
패널 토의 / 184
질의응답 / 190

LECTURE 06 눈으로 보는 분자 1개의 화학 - 김유수
화학반응과 촉매 / 196 표면과 분자 / 198 분자 1개를 보는 현미경 / 201
분자 1개의 화학반응을 일으키다 / 205
패널 토의 / 214
질의응답 / 220

LECTURE 07 분자 관람: 공학의 미학 - 이동환
2017년에 태어난 새로운 분자들 / 226 패턴과 규칙 / 229 공간과 방향 / 234
화학결합과 기계결합 / 245 왜 또 새로 만들까? / 249
패널 토의 / 253
질의응답 / 260

LECTURE 08 나노: 우리의 미래 - 이광렬
나노/분자 세계는 얼마나 작은가? / 264 현미경으로 보는 나노 물질/구조 / 269
형형색색의 나노입자 / 273 우리 주변의 나노기술 / 276
패널 토의 / 279
질의응답 / 286

LECTURE 09 단백질 구조 예측: 분자세계 게임의 법칙을 찾아서 - 석차옥
단백질 구조 / 290 단백질 구조의 중요성 / 296 단백질 구조 예측 / 298
단백질 구조 예측 대회, CASP / 304 단백질 구조 예측, 그다음은? / 307
패널 토의 / 310
질의응답 / 318

LECTURE 10 화학적 감각: 냄새, 맛의 정체는 무엇인가? - 박태현
냄새를 화학물질로써 정의할 수 있을까? / 324 후각의 역할 / 327 후각수용체 / 328
융합 기술 / 336 단맛 수용체 / 338 어디에 쓸 것인가? / 340
패널 토의 / 342
질의응답 / 349

그림 출처 / 352
찾아보기 / 354