태어난 김에 화학 공부

한번 보면 결코 잊을 수 없는 필수 화학 개념

알리 세제르 지음 | 고호관 옮김

윌북 2024년 06월 14일 출간 국내도서 : 2024년 06월 14일 출간

작품소개

책소개

시원시원하게 한눈에 들어와 박히는, 혁신적인 그림 과학책
기술과 과학의 시대, 나의 과학 문해력을 책임져줄 기초 교양 과학 시리즈 ‘그림으로 과학하기’ 화학 편

『태어난 김에 화학 공부』는 화학의 핵심 개념을 그림으로 설명한 책이다. 수많은 텍스트를 한 장의 이미지로 압축하고 꼭 필요한 설명을 쉽고 간결하게 곁들였기 때문에 집중력이 흐트러질 틈 없이, 꼭 알고 싶었던 화학 개념을 순식간에 머릿속에 새겨넣을 수 있다. 그림으로 정리한 개념은 쉽게 잊히지 않는다.
『태어난 김에 화학 공부』는 ‘그림으로 과학하기’의 화학 편이다. ‘그림으로 과학하기’는 과학은 글이 아닌 그림으로 공부해야 한다는 접근법의 전환에서 나온 시리즈다. 인구의 절반 이상은 글보다 그림으로 배우는 시각적 학습자라고 하며, 특히 과학은 시각적 학습을 할 때 효율적인 과목이다. 지금까지 읽고 듣는 방식으로 과학을 공부하며 어려움을 겪었던 사람, 자신은 과학 머리가 없다고 느껴왔던 사람에게 새로운 길을 제시할 것이다.
특히 성인 ADHD나 집중력 문제를 겪고 있는 사람들을 과학의 늪에서 구해줄 책이다. 선명한 색을 활용한 고퀄리티 인포그래픽, 중요도에 따라 시선의 흐름을 유도한 배치, 짧고 친절한 원포인트 설명으로 관심이 흐트러질 틈 자체를 주지 않고 필요한 정보를 바로 찾아갈 수 있게끔 설계되어 있다. 집중력을 도둑맞은, 10초 내에 원하는 정보가 제공되지 않으면 견딜 수 없는 사람이라면 이 책만큼 적절한 과학책이 없을 것이다.
화학과 교수로 오랫동안 대학에서 강의하며 교육 자료 개발에 참여해왔던 저자가 원소와 주기율표부터 열역학, 전기화학까지 지금 꼭 짚고 넘어가야 할 화학 개념들을 엄선해 정리했다. 이 책 한 권이면 중·고등학교 교과과정에서 다루는 화학의 핵심을 정리하는 것은 물론이고, 최신 화학 이슈도 거뜬히 이해할 수 있게 된다. SF 작가이자 환경안전공학과 교수 곽재식은 “그림을 구경하기만 해도 지식의 빈 공간이 채워진다”며, 그 과정에서 “평소에 자주 쓰지만 무슨 뜻인지 정확히 몰랐던 개념을 깨닫게 되면 그렇게 짜릿할 수가 없다”고 이야기했다. 그 짜릿함을 독자들도 느껴보길 바란다. 과학으로 돌아가는 세상에 태어났으니, 이왕이면 과학을 아는 사람으로 살아보자.

목차

서문

1 화학: 과학의 중심
화학의 근본적 역할
물질
물질의 분류
물질의 성질과 변화
물질과 에너지
물질의 측정
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2 원자
원자 모형의 진화
화학 결합의 법칙
원자의 구조
멘델레예프와 주기율표
이온과 동위원소
몰과 몰 질량
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3 핵화학
핵
핵변환
핵 방정식
반감기와 방사성 동위원소의 활용
[다시 보기]

4 원자 속 전자
전자기 복사: 빛
전자의 배열: 보어 모형
전자의 배열: 양자 모형
전자 배치
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5 원소 주기율표
양자수와 주기율표
안정적인 전자 배치
원소의 주기적 분류
주기율 경향
루이스 전자점식
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6 화학 결합
화학 결합의 유형
이온결합과 이온화합물
공유결합과 분자화합물
금속결합
이온화합물과 분자화합물의 성질
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7 분자의 구조
루이스 전자점식과 분자화합물
VSEPR 이론: 분자 기하학
분자의 형태와 극성
분자간 힘
결합력과 결정성 고체
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8 화학 반응과 화학량론
화학 반응식 쓰기와 균형 맞추기
화학량론
화학 반응의 유형
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9 용액
용액의 유형
용액의 농도
용액 조제
용해도
용해도 규칙
용액의 총괄성
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10 기체
기체 분자 운동론
기체 법칙
혼합 기체
화학 반응
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11 화학 평형
동적 평형
평형상수
반응 지수
평형 조건 바꾸기
평형 계산
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12 산과 염기
산과 염기의 정의
pH 척도
산염기 지시약
중화반응
완충 용액
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13 열역학
열역학과 엔탈피
열역학과 엔트로피
깁스 자유 에너지와 자발성
열역학 제0법칙과 제3법칙
평형열역학
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14 전기화학
전자의 작용
볼타전지
깁스 자유 에너지와 전기화학
배터리와 연료전지
전해조
[다시 보기]

화학 용어 사전

책 속으로

화학은 물질을 연구하는 학문입니다. 물질은 우리 우주에서 질량과 부피가 있는 모든 것을 말하지요. 화학은 모든 분야의 과학에서 중심적인 역할을 합니다. 하지만 일상생활에서도 얼마든지 찾아볼 수 있습니다. 우리 눈에 보이는 모든 것이 화학물질이기 때문입니다. 그리고 일상적으로 하는 행위가 화학 반응과 관련이 있습니다. 화학이 없다면 우리가 물리적 세계의 작동 방식을 이해하기란 불가능했을 겁니다. 그렇지만 우리는 화학이 우리의 일상생활에 끼치는 영향에 관해 거의 생각하지 않습니다. 앞으로 몇 쪽에 걸쳐 화학이라고 불리는 학문의 기원을 설명하는 데 도움이 될 발견의 역사와 함께 수 세기에 걸쳐 일어난 주요 이정표를 살펴보겠습니다.
_첫 문장

과학의 한 분야로서 화학은 이 모든 발견에 중심적이고 결정적인 역할을 했습니다. 이 외에도 수많은 발견에 이바지했지요. 그러나 화학이라는 분야를 이해하지 못하면 지난 200년간 과학자들이 이룬 성취의 진가를 알아보는 게 불가능합니다. 그게 바로 이 책이 필요한 이유입니다. 친절한 그림과 생활 밀착형 설명으로 그냥 읽는 것만으로도 화학의 원리가 머리에 쏙쏙 들어오게 됩니다. 『태어난 김에 화학 공부』는 원자에서 시작하는 화학의 세계를 탐구합니다. 그 과정에서 화학이 어떻게 다양한 과학 기술 분야에 쓰이며, 현대 사회와 우리 삶을 바꿨는지 이해할 수 있을 겁니다.
_13쪽

원소의 모든 화학적 성질을 그대로 갖고 있는 원자는 물질을 이루는 기본 단위입니다. 모든 물질은 우리가 알고 있는 92가지 원소로 이루어져 있습니다. 단어와 언어를 만드는 데 쓰는 문자와 같습니다. 따라서 물질과 물질의 작용을 이해하고자 한다면 원자와 원자의 구성을 반드시 이해해야 합니다. 모든 원자의 일반적인 구조는 비슷하지만, 기본 아원자 입자의 구성이 제각기 다르기 때문에 각 원소는 고유한 원자와 성질을 갖게 됩니다.
_26쪽

주기율표는 원자 번호를 바탕으로 원소를 정리한 표입니다. 우리는 주기율표에서 질량이나 전자의 수, 전자 배치, 독특한 화학적 성질 같은 원소의 성질을 재빨리 찾아볼 수 있습니다. ‘주기율표’는 화학적 성질의 주기적인 변화에 따라 원소를 나열했다는 사실에서 붙인 이름입니다. 모든 원소는 주기율표에서 주기와 족으로 나뉘어 있습니다. 그리고 이것은 전자 배치와 밀접한 관련이 있습니다. 화학적 성질이 비슷한 원소들은 수직선을 이루며 놓여 있습니다. 주기율표의 원소 배열을 보면, 일반적인 성질의 경향성이 분명히 드러나 과학자가 편리하게 모든 원소의 화학적 성질을 예측할 수 있습니다
_62쪽

열역학 제1법칙은 근본적으로 에너지 보존 법칙과 관련이 있습니다. 우주의 총 에너지양은 일정하므로 물리·화학적 변화가 일어나는 동안 에너지는 없어지거나 생겨날 수 없다는 것입니다. 그러나 형태를 바꾸거나 한 곳에서 다른 곳으로 이동할 수는 있습니다
_161쪽

출판사 서평

V 곽재식 교수 추천 “그림을 구경하기만 해도 지식의 빈 공간이 채워진다.”

세상은 과학으로 가득하기에,
이왕이면 과학을 아는 사람이 되어보자

매일매일 과학에 기반한 새로운 기술이 나오고, 모든 사람은 알게 모르게 그 기술에 적응하며 과학과 함께 살아가고 있다. 과학 문해력이 그 어느 때보다 중요한 이유다. 가장 뜨거운 뉴스도, 떠오르는 투자 정보도 과학적 배경지식이 없으면 제대로 이해하기 힘들다. 과학적 기초 소양을 갖추는 것만으로도 세상을 보는 눈이 완전히 달라진다. 과학을 알면 삶에서 필요한 것을 정확히 알아보고 선취할 수 있으며, 불필요한 실수를 줄이고 보다 능동적이고 효율적으로 살 수 있다.
그런데 과학을 공부해보려고 도전해봤다가 낯선 용어, 읽어도 쉽게 이해되지 않는 개념과 공식에 포기해본 적이 있지 않은가? 놓치고 있는 기초 개념 때문에 ‘지식의 빈 구멍’이 생겨났기 때문이다. 과학은 기본 원리부터 확실히 알고 있어야 《네이처》나 《사이언스》에 소개된 새로운 발견이나 신소재 뉴스 같은 것도 이해하고 내 삶에 적용해볼 수 있다. 『태어난 김에 화학 공부』에는 화학이라는 세계를 탐험하는 데 필요한 모든 기초 정보와 도구가 들어 있다. 필요한 건 “태어난 김에, 화학도 한번 알아볼까?”라는 약간의 호기심뿐이다.

과학은 그림으로 공부해야 하니까!
마인드맵과 플로 차트, 고퀄리티 인포그래픽
시각적 학습자를 위한 완전히 새로운 과학책

혹시 무언가를 배울 때 노트나 머릿속에 그림을 그려가며 정리하는가? 인구의 절반 이상은 텍스트나 음성 신호보다는 도표나 그림, 영상 등 시각 자료가 제공될 때 효과적으로 학습하는 시각적 학습자(visual learner)다. 특히 이공계 분야에서 두각을 나타내는 사람 중에는 시각적 학습자가 많다고 한다.
‘그림으로 과학하기’는 바로 이 모든 연령의 ‘시각적 학습자’들이 혼자서도 과학을 공부할 수 있도록 미국의 학습서 명가 배런스에서 개발한 시리즈다. 시원시원한 그림을 중심으로 전공 교수들의 명확한 설명을 곁들였다. 글 대신 그림이 중심이라는 것만으로도 학습 능률이 눈에 띄게 달라진다. 수십 줄의 글을 한 장의 그림으로 압축했기 때문에 개념 이해는 빨라지고, 스크린샷을 찍듯 화면이 머릿속에 저장되기 때문에 쉽게 잊히지도 않는다.
이 시리즈는 특히 집중력 저하 문제를 겪고 있는 성인이나, 이해력은 나쁘지 않으나 진득하게 공부하는 것을 어려워하는 청소년에게 적합한 책으로 알려져 있다. 일단 수많은 과학 정보 중에 중요한 것만 골라 담았고, 시원시원한 인포그래픽으로 핵심에 저절로 눈길이 가도록 설계했기 때문이다. 예시는 일상에서 접할 수 있는 친숙한 것들이고, 설명은 짧고 친절하며 명확하다.
『태어난 김에 화학 공부』는 ‘그림으로 과학하기’ 시리즈 중에서도 물질의 원리와 변화를 설명하는 화학에 관한 책이다. 화학과 교수로 오랫동안 대학에서 고분자화학을 비롯해 화학을 가르쳐오고, 학습 자료 개발에도 참여해왔던 저자가 원소와 주기율표부터 열역학, 전기화학까지 꼭 짚고 넘어가야 할 화학 개념들을 엄선해 정리했다.

초등학생부터 성인까지,
누구나 과학을 즐길 수 있도록

『태어난 김에 화학 공부』는 화학을 사랑하고, 화학과 친해지고자 하는 모든 사람을 위한 책이다. 이제 막 ‘화학’라는 분야가 있다는 것을 알게 된 초등학생부터, 화학을 체계적으로 공부해보려는 중·고등학생, 이공계 대학 진학을 꿈꾸며 화학을 선택한 수험생, 학교를 다닐 때는 화학을 좋아하지 않았지만 성인이 되어 다시금 관심을 갖게 된 사람까지 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 간단하고 직관적인 표현, 일상적인 예시로 화학을 설명했다.
원자, 핵화학, 분자의 구조, 화학반응, 열역학 등 큰 주제를 선정하고 각 주제별로 핵심 개념을 선별해 1~4페이지로 구성했다. 어느 페이지를 펼쳐서 읽어도 흥미진진하게 화학의 세계가 펼쳐진다. 각 장의 끝에는 마인드맵 형태로 그 장에서 다룬 내용이 정리되어 있다. 개별 개념과 용어 간의 관계를 확인하며 ‘화학’이라는 큰 그림을 그려볼 수 있도록 안내한다. 제일 마지막에는 ‘화학 용어 사전’이 실려 있다.
처음부터 차근차근 읽어나가도 좋지만, 책상 한구석에 놓아두고 과학 다큐멘터리나 유튜브 영상을 볼 때, 신기술과 관련된 뉴스가 나올 때마다 관련된 주제를 찾아 들춰보기에 좋은 책이다. 공부한다는 부담 없이 그림을 구경하기만 해도 충만한 지적 고양감을 선사한다. 『태어난 김에 화학 공부』와 함께 그림으로 과학의 세계를 여행해보자.

작가정보

저자(글) 알리 세제르

(Ali Sezer)
터키에서 태어났으며, 네브래스카대학교에서 화학 및 재료공학 박사 학위를 취득하고 펜실베이니아 캘리포니아대학교의 화학과 교수로 재직하고 있다. 고분자 화학을 포함한 다양한 화학 분야를 가르쳐왔으며, 화학 교육 자료 개발에도 적극적으로 참여해왔다.

번역 고호관

서울대학교 과학사 및 과학철학 협동 과정에서 과학사로 석사를 마치고 《동아사이언스》에서 과학 기자로 일했다. SF와 과학 분야의 글을 쓰거나 번역한다. 지은 책으로 SF 앤솔러지 『아직은 끝이 아니야』(공저)와 『우주로 가는 문, 달』 『술술 읽는 물리 소설책 1~2』 『누가 수학 좀 대신 해 줬으면!』 등이 있으며, 『하늘은 무섭지 않아』로 제2회 한낙원과학소설상을 받았다. 옮긴 책으로 『수학자가 알려주는 전염의 원리』 『인류의 운명을 바꾼 약의 탐험가들』 『뻔하지만 뻔하지 않은 과학지식 101』 『인류를 식량 위기에서 구할 음식의 모험가들』 등이 있다.