도란도란 탄소 이야기

유기화학 입문자들에게 들려주는

윤용진 지음

자유아카데미 2022년 11월 19일 출간

작품소개

책소개

오늘날 인류는 첨단과학 덕분에 풍요로운 삶을 누리고 있습니다. 그리고 첨단과학의 중심에는 바로 화학이 있습니다. 그러한 이유로 화학을 중심 과학central science이라고 합니다.생명과학, 나노과학, 재료과학과 같은 첨단과학 분야가 비약적으로 발전하면서, 화학 내에서도 이 모든 분야와 연관되는 유기화학이 차지하는 비중이 또한 더욱 높아졌습니다. 유기화학은 다른 화학 분야보다 범위가 넓고 양이 방대합니다. 따라서 화학에 관심을 가지거나 전공하려는 이들도 유기화학을 어려워합니다.

목차

책을 펴내며

제1강 삶의 중심에 유기물이 있다
지구상의 탄소는 순환한다
탄소(C)는 생명체의 중심 원소다
유기화학에서는 무엇을 다루나
유기화학의 과거, 현재 그리고 미래

제2강 탄소는 특별하다
무엇이 탄소를 특별하게 할까?
탄소는 어떻게 4개의 결합이 가능한가?
탄소의 오비탈은 혼합된다
혼성 이론이 탄소 분자의 많은 비밀을 이해하게 한다
탄소는 다양한 원소와 공유 결합을 한다

제3강 유기화학에 필요한 화학의 기초 이론
원자의 반응은 원자가전자가 일으킨다
공유 결합은 어떻게 설명하나
공유 결합의 안정도는 결합 차수로 평가할 수 있다
공유 결합도 종류가 다르다
공유 결합의 길이와 세기는 다르다
유기 분자는 산성, 염기성 및 중성으로 구분된다
분자는 상호 작용한다
반응성과 메커니즘은 어떻게 이해하나

제4강 유기 분자의 이름은 체계적이다
유기 화합물 이름은 세 부분으로 구성된다
가장 긴 연속된 탄소 사슬이 모체이다
계열을 접미사로 나타낸다
의약품은 세 가지 이름으로 불린다
식별자는 사람과 기계의 새로운 소통 언어이다

제5강 유기 분자는 다양하게 표현한다
유기 분자는 어떻게 표현되나
공유 결합도 여러 가지 방법으로 나타낸다
하나의 구조로 나타낼 수 없는 분자도 있다
이성질체는 원자 배열이나 공간 배열이 다르다
토토머는 수소 위치만 다른 이성질체이다

제6강 유기화학은 작용기 화학이다
작용기의 반응 자리는 어떻게 예측할 수 있을까?
벤젠은 왜 방향족성을 나타낼까?
파이 결합 전자와 비공유 전자쌍은 친핵체로 작용한다
방향족인 벤젠은 치환 반응을 일으킨다
탄소-할로젠 결합은 좋은 반응 자리이다
산소를 포함하는 작용기는 다양하다
질소를 포함하는 작용기도 있다
탄수화물은 주 작용기로 C=O와 OH기를 가진다
아미노산은 카복시기와 아미노기를 가진다
지질은 복합 작용기를 포함하는 물질이다

제7강 탄화수소는 지방족과 방향족으로 구분한다
탄화수소는 탄소(C)와 수소(H)만으로 구성되었다
유기 할로젠화물의 작용기는 C-X 결합이다
알켄과 알카인은 탄소-탄소 다중 결합을 갖고 있다
방향족 탄화수소 반응은 독특하다

제8강 산소와 질소 작용기의 반응은 다양하다
아민은 질소 작용기를 포함하는 대표적 물질이다
알코올, 에터 및 에폭사이드는 탄소-산소 단일 결합을 포함하는 작용기이다
카보닐기를 포함하는 화합물은 다양하다
알데하이드와 케톤의 주 작용기는 카보닐기이다
카복실산과 그 유도체들은 복합 작용기 분자이다

제9강 생체 물질은 다작용기 분자이다
탄수화물은 생명체의 에너지 저장고이다
단당류는 작용기와 구성 탄수 수로 구별한다
단당류 구조는 어떻게 표시하나
단당류는 수용액에서 다양한 반응이 가능하다
아미노산은 산과 염기 작용기를 함께 가지고 있다
단백질은 어떻게 특별한 생리적 기능을 발휘할까?
지질은 물리적 특성으로 구분되는 생체 분자다
핵산은 유전 정보의 화학적 운반체이다

제10강 유기 분자가 금속을 만나다
유기금속 화학은 특별하다
새로운 탄소-탄소 결합을 만들 수 있다
유기물과 금속이 만나면 나노 구조를 형성한다

제11강 빛이 구조 정보를 제공한다
물질에 복사선을 쪼이면 다양한 구조 정보를 얻을 수 있다
자외선을 이용하여 불포화 결합 정보를 얻을 수 있다
적외선은 분자의 결합 운동 에너지와 관련이 있다
핵자기 공명 스펙트럼으로 탄소 골격 정보를 얻을 수 있다
질량 분석기로 분자량을 알 수 있다
전자레인지도 분광학을 응용한 기기이다

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참고 문헌

출판사 서평

오늘날 인류는 첨단과학 덕분에 풍요로운 삶을 누리고 있습니다. 그리고 첨단과학의 중심에는 바로 화학이 있습니다. 그러한 이유로 화학을 중심 과학central science이라고 합니다. 생명과학, 나노과학, 재료과학과 같은 첨단과학 분야가 비약적으로 발전하면서, 화학 내에서도 이 모든 분야와 연관되는 유기화학이 차지하는 비중이 또한 더욱 높아졌습니다. 유기화학은 다른 화학 분야보다 범위가 넓고 양이 방대합니다. 따라서 화학에 관심을 가지거나 전공하려는 이들도 유기화학을 어려워합니다.

유기화학은 ‘탄소 화합물의 화학’이라고 정의합니다. 따지고 보면 유기화학은 탄소가 자신의 언어로 쓰고, 표현하는 ‘탄소의 몸짓 그 자체’입니다. 따라서 유기화학은 탄소를 이해하는 것부터 시작해야 합니다. 이 책에서는 탄소의 이해로부터 시작하여, 유기화학을 공부하면서 만나게 되는 기본적인 질문에 대해서 답하고자 합니다.

왜 탄소는 다른 원소들보다 더 특별한가?
유기화학에 필요한 기초 이론은 무엇인가?
유기물의 이름은 어떻게 붙이나?
다양한 유기 분자는 어떻게 표현하나?
유기물의 반응성은 어떻게 이해할 수 있나?
유기물의 구조는 어떻게 알 수 있을까?

유기화학을 처음 접하는 분들을 위해, 최대한 쉽게 읽을 수 있도록 서술하였습니다. 모쪼록 이 책이 유기화학을 쉽게 이해하고 좋아할 수 있는 계기를 만드는 입문서가 되길 바랍니다.

작가정보

저자(글) 윤용진

*성균관대학교 화학과 졸업
*성균관대학교 이학 석.박사
*현) 대한화학회, 한국과학사학회 종신회원
*현) 경상대학교 화학과 명예교수