화학의 구조

다케다 준이치로 지음 | 정한뉘 옮김

시그마북스 2025년 02월 10일 출간 국내도서 : 2025년 02월 10일 출간

작품소개

책소개

비누가 기름때를 제거하는 원리는 무엇일까? 반딧불이는 왜 빛날까? 고기를 삶으면 왜 부드러워질까? 지우개는 글씨를 어떻게 지우는 걸까?… 평소에 무심코 지나치곤 했지만 정작 ‘왜?’를 생각해본 적은 없었던 세상의 수많은 이치에는 화학이라는 신비한 구조가 작동하고 있다!
『개념이 술술! 이해가 쏙쏙! 화학의 구조』는 우리 주변을 둘러싼 화학의 구조를 쉽고 즐겁게 알 수 있는 ‘모두를 위한 화학책’이다. 일상에서 흔히 볼 수 있는 사물들의 화학적 원리부터 인류의 삶을 뒤바꾼 물질의 발견과 발전까지! 화학에 대해 아는 것이 전혀 없어도 흥미롭게 읽을 수 있는 84가지의 다채로운 화학 이야기를 만나보자. 내키는 대로 펼쳐 하나씩 읽다 보면, 어느새 화학이라는 무궁무진한 세계에 부쩍 가까워져 있는 자신을 발견할 수 있을 것이다.

목차

머리말

제1장. 우리 주변의 의문과 화학의 구조
01 빵은 왜 부풀까?
02 밥을 지으면 왜 쌀이 부드러워질까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ① 한라산 정상과 에베레스트 정상 중 어디서 끓인 컵라면이 더 맛있을까?
03 얼음은 왜 물에 뜰까?
04 나뭇잎의 색은 왜 바뀔까?
05 반딧불이는 왜 빛날까?
06 금박은 정말로 금일까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ② 바다 냄새는 어디서 나는 걸까?
07 고기를 구우면 왜 색이 변할까?
08 고기를 조리하면 왜 부드러워질까?
09 우유는 왜 하얀색일까?
10 물과 기름은 왜 섞이지 않을까?
11 파마를 하면 왜 곱슬머리가 될까?
12 이온이 머리카락을 보호한다고? 샴푸와 린스에 숨은 화학
13 비 오는 날에는 왜 머리카락이 부스스해질까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ③ 자는 동안 왜 머리가 헝클어질까?
14 먹은 음식은 어떻게 될까? 소화에 숨은 화학
15 술은 어떤 화학 변화를 거쳐 만들어질까?
16 술에 취했다가 깨는 원리는 무엇일까?
17 불법 약물이 몸에 작용하는 원리는 무엇일까?
18 식초는 왜 신맛이 날까?
19 군고구마는 왜 단맛이 날까?
20 왜 잘 익은 과일은 달콤할까?
21 기름이 액체와 고체로 구분되는 이유는 무엇일까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ④ 꿀을 가만히 두었을 때 생기는 ‘흰 물질’은 무엇일까?
화학의 위인 ① 로버트 보일

제2장. 더 알고 싶어요! 화학의 이모저모
22 전자레인지는 어떻게 식품을 데울까?
23 지우개는 어떻게 연필로 쓴 글씨를 지울까?
24 지워지는 볼펜! 어떻게 지울까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑤ 핏자국을 보여주는 루미놀 시약! 무슨 반응을 일으킬까?
25 액정이란 무엇일까? 어떻게 영상을 비출까?
26 접착제는 어떻게 물건을 붙일까?
27 주름지지 않는 셔츠에는 어떤 원리가 숨어 있을까?
28 녹은 왜 슬까?
29 잠수할 때 쓰는 공기통에는 공기만 들어 있을까?
30 소화기는 어떻게 불을 끌까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑥ 눈을 녹일 때 뿌리는 가루의 정체는 무엇일까?
31 비누가 기름때를 지우는 원리는 무엇일까?
32 왜 표백제를 함부로 섞으면 안 될까?
33 페트병은 어떤 물질일까?
34 어떻게 냄새를 지울까? 탈취제에 숨은 화학
35 일회용 기저귀는 어떻게 물을 흡수할까?
36 무엇이든 녹이는 황산! 공업에서는 중요한 원료라고?
37 우리가 사용하는 연료 가스의 정체는 무엇일까?
화학의 위인 ② 마리 퀴리

제3장. 그렇구나! 화학의 발견과 발전
38 ‘화학’의 출발점을 알아보자
39 모든 물질의 근원인 원자는 어떻게 발견되었을까?
40 화학 연구의 지도라고? 주기율표의 발명
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑦ 돌턴이 고안한 원소 기호! 은 어떤 원소를 가리킬까?
41 인류가 기원전부터 철을 사용했다고? 철 생산의 역사
42 불타는 돌, 석탄에서 에너지 혁명이 시작되었다고?
43 고무를 둘러싼 쟁탈전? 고무 가황법의 발명
44 인류를 식량 부족에서 구원한 인공 질소 비료의 발명
45 흑색 화약과 다이너마이트! 폭발물의 역사
46 거품이 이는 게 끝이 아니다? 탄산 소다의 공적
47 인류는 왜 약초를 약으로 만들었을까?
48 세계적으로 약이 발전한 계기가 퀴닌 합성이라고?
49 의료에 없어서는 안 될 과정? 소독의 발견과 발전
50 세균만 죽인다고? 화학 요법의 발견 ①
51 곰팡이를 항생 물질로 쓴다? 화학 요법의 발견 ②
52 최초의 사진은 아스팔트에서 현상되었다고?
53 필름에서 디지털로! 카메라의 발전 과정
54 우연한 계기로 발견한 합성염료
55 레이온과 나일론의 발명이 옷을 바꿨다고?
56 우리 주변의 플라스틱은 어떻게 만들어질까?
57 옛날부터 오늘날까지 쓰이는 세라믹이란 무엇일까?
58 유통을 지탱하는 까만 액체? 휘발유를 정제하는 과정
59 핵분열은 어떻게 발견되고 연구되어왔을까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑧ 가장 수명이 긴 전지는 무엇일까?
화학의 위인 ③ 우다가와 요안

제4장. 당장이라도 친구들과 나누고 싶은 화학 이야기
60 노벨 화학상을 받은 일본인 연구자
61 날달걀을 가열하면 왜 단단해질까?
62 식품 첨가물은 무엇일까?
63 맛을 내는 성분이 있다고? 감칠맛 성분이란 무엇일까?
64 가장 강력한 ‘최강의 독’은 무엇일까?
65 친환경적이고 편리한 촉매는 무엇일까?
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑨ 화학의 힘으로 날씨를 바꿀 수 있을까?
66 전기가 통하는 플라스틱이 있다고?
67 ‘꿈의 화학 물질’이 사실은 지구를 파괴하는 물질?
68 바이오 연료의 장점은 무엇일까?
69 녹색 화학이란 무엇일까?
70 페트병은 어떻게 재활용될까?
71 환경에 좋은 생분해성 플라스틱
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑩ 수만 년 전의 화석을 조사하려면 어떤 원소를 분석해야 할까?
72 천연 화합물을 인공적으로 만들 수 있을까?
73 화학의 힘으로 분석한다! 파괴 검사와 비파괴 검사
콕 짚어서 알아본 선택 화학 ⑪ 인공적으로 사람을 만들 수 있을까?
화학의 위인 ④ 다카미네 조키치

참고문헌

책 속으로

빵이 부푸는 이유는 반죽을 발효시켰기 때문입니다. 발효란 식품에 들어 있는 미생물이 증식하면서 일어나는 현상으로, 빵에서 발효를 일으킬 때는 효모를 사용합니다. 효모는 실온에서 증식하며 밀가루를 비롯한 당질을 분해해서 만들어진 포도당을 섭취해 알코올과 이산화탄소를 만들어내는데, 이를 알코올 발효라고 합니다. 이 발효 과정에서 나오는 이산화탄소 때문에 반죽이 부푼답니다.
_14쪽

기름에는 동물성 기름과 식물성 기름이 있습니다. 동물성 기름인 돼지기름과 버터는 실온에서 굳지만, 식물성 기름인 샐러드 오일은 굳지 않지요. 이는 녹는점이 서로 다르기 때문입니다. 녹는점이 낮은 식물성 기름은 실온에서 액체로, 녹는점이 높은 동물성 기름은 실온에서 고체로 존재합니다.
_60쪽

전자레인지의 가정 보급률은 거의 100%에 달합니다. 전자레인지는 전자파로 식품을 데우는 조리 기구지요. 식품을 데우는 원리는 바로 물 분자를 강하게 진동시키는 것이랍니다. 물질을 구성하는 원자와 분자의 운동이 격해질수록 온도는 높아집니다. 1945년 미국의 퍼시 스펜서가 작동 중인 레이더 앞에 서 있다가 전자파 때문에 주머니에 있던 초콜릿이 녹은 현상에서 아이디어를 얻어 발명했습니다.
_66쪽

비누가 물에 녹으면 분자들이 기름때 분자에 둥글게 붙는데, 친수기가 바깥쪽, 소수기가 안쪽으로 향하는 구형 미립자인 마이셀을 형성합니다. 그리고 기름때는 옷 표면에서 떨어져 마이셀 내부로 들어가 미립자째로 물에 분산되면서 옷이 깨끗해지지요(그림 2). 이러한 작용을 유화, 친수기와 소수기를 가진 물질을 계면 활성제라고 합니다.
_88쪽

고대 그리스에는 ‘모든 물질이 무수히 많은 원자(부서지지 않는 입자)로 이루어져 있다’라고 생각한 철학자가 있었습니다. 하지만 17세기까지는 “모든 물질이 불, 물, 공기, 흙이라는 네 원소로 이루어져 있다”라는 4원소설이 유력했지요. 근대까지 화학자들은 물질이 어떤 형태인지 모른 채 상상만으로 연구해왔습니다.
_106쪽

카메라 옵스큐라로 비친 풍경을 사진에 정착시키는 장치를 최초로 만든 인물은 프랑스의 화학자 조제프 니세포르 니엡스입니다. 니엡스는 아스팔트(원유에 들어 있는 탄화수소)가 빛에 닿으면 굳는 성질을 이용해서 굳지 않은 부분을 씻어내고 원판을 만들었습니다. 빛에 닿지 않은 부분에는 구멍이 생기고, 그 구멍으로 잉크를 흘려 넣으면 판화(에칭)처럼 종이에 상을 그릴 수 있습니다. 이 기법을 헬리오그래피, 장치를 헬리오그래프라고 합니다.
_134쪽

햄과 소시지 같은 가공육이 가열 처리를 거쳤는데도 신선한 생고기처럼 선명한 빨간색을 띠는 이유는 아질산 소듐이라는 발색제가 들어 있기 때문입니다. 고기가 선명한 빨간색인 이유는 근육에 들어 있는 미오글로빈이라는 색소 때문인데, 아질산 소듐이 산화를 막으면 이 선명한 빨간색을 안정적으로 유지할 수 있습니다.
_160쪽

화학적 재활용은 폐기물을 화학적으로 분해해서 원료 상태까지 되돌린 다음 재활용하는 방법인데요. 유색 페트병도 재활용할 수 있는 데다 양질의 PET 수지를 얻을 수 있는 방법입니다. 씻어서 잘게 부순 PET 플레이크를 화학 분해해서 불순물을 제거합니다. 이를 전용 반응기에서 화학적으로 합성(중합)하면 새로운 PET 수지가 만들어지는데, 이를 원료로 재생 페트병을 만드는 것입니다. 그 밖에도 부숴서 씻은 PET 수지를 낮은 압력에서 고온 처리해서 불순물을 제거하는 방법도 있습니다.
_178쪽

출판사 서평

일상 구석구석에 숨어 있는 화학의 법칙을 찾아라!
화학과 친해지고 싶은 모두를 위한 화학책

우리가 사는 세상은 갖가지 화학 반응으로 가득하다. 일상에서 빼놓을 수 없는 재료인 플라스틱, 섬유, 고무는 모두 화학 반응으로 만들어진다. 우리가 맛있는 음식을 먹을 수 있는 것도 찌거나 굽는 등 조리를 하면서 재료에 화학 반응이 일어나기 때문이다. 이렇게 먹은 식사가 몸속에서 소화되어 에너지로 바뀌는 것 역시 화학 반응이다.
화학이 우리 생활과 밀접한 학문임엔 틀림없지만, 정작 이를 체감하고 싶어도 체감할 수 없는 경우가 부지기수다. 이유는 간단하다. ‘어렵기 때문’이다. 화학에 관심이 생겨 시중에 나와 있는 화학책을 호기롭게 펼쳐봐도, 쏟아지는 복잡한 기호와 화학식 때문에 이내 겁을 먹고 뒷걸음질 치게 된다. “화학은 원소 기호도 외워야 하고 반응식도 잔뜩 나오고 머리 아픈 계산도 해야 하는 과목이잖아요?”, “학교 다닐 때 배우긴 했는데, 반응식은커녕 원소 기호조차 기억이 안 나요.” 이렇게 화학과 담을 쌓고 지내는 학생부터 화학을 다시금 배워보고 싶은 성인까지, 『개념이 술술! 이해가 쏙쏙! 화학의 구조』는 화학과 친해지고 싶지만 친해질 수 없는 딜레마에 빠진 모든 ‘화알못’들을 위한 책이다.


순서대로 읽어야 한다는 강박은 그만!
아무 페이지나 펼쳐 읽어도 괜찮은
교실 밖 화학의 세계

제1장 ‘우리 주변의 의문과 화학의 구조’에서는 ‘물과 기름은 왜 섞이지 않을까?’, ‘얼음은 왜 물에 뜰까?’와 같이 주변에서 흔히 발견할 수 있는 현상을 화학의 관점에서 쉽고 재미있게 풀어나간다. 제2장 ‘더 알고 싶어요! 화학의 이모저모’에서는 ‘접착제는 어떻게 물건을 붙일까?’, ‘비누가 기름때를 지우는 원리는 무엇일까?’처럼 일상에서 쉽게 만나볼 수 있는 사물들을 중심으로 화학의 구조를 자세히 살펴본다.
제3장 ‘그렇구나! 화학의 발견과 발전’ 파트에서는 석탄, 석유, 고무, 합성 섬유, 철, 의약품 등 현대 사회에 필수적인 과학의 산물들을 어떤 계기로 발명·발견하게 되었는지, 그리고 이 물질들이 인류의 생활을 어떻게 바꾸었는지에 대해 알아보았다. 마지막 제4장 ‘당장이라도 친구들과 나누고 싶은 화학 이야기’에서는 ‘바이오 연료의 장점은 무엇일까?’, ‘녹색 화학이란 무엇일까?’ 등 그 밖의 재미있는 화학 이슈들을 소개했다. 본문 중간중간 수록한 ‘한라산 정상과 에베레스트 정상 중 어디서 끓인 컵라면이 더 맛있을까?’, ‘화학의 힘으로 날씨를 바꿀 수 있을까?’ 등 11가지의 흥미로운 화학 토막 상식과 더불어 화학사에 길이 남을 위인들의 이야기도 만나보자.
『개념이 술술! 이해가 쏙쏙! 화학의 구조』를 읽을 때 당부할 사항이 있다. 교과서나 참고서처럼 처음부터 순서대로 읽어야 한다는 강박은 버리자! 이 책은 내키는 대로 아무 페이지나 펼쳐도 한 가지 흥미로운 주제를 한눈에 파악하고 즐길 수 있도록 구성했다. 빵이 부푸는 원리, 샴푸와 린스의 차이, 소화기로 불을 끄는 원리, 철 생산의 역사 등, 한 페이지 한 페이지 넘길 때마다 우리 주변에 숨어 있는 화학 이야기들이 다채롭게 펼쳐질 것이다.

작가정보

저자(글) 다케다 준이치로

1979년 도쿄에서 태어났다. 게이오기주쿠대학교 이공학부 응용화학과를 졸업하고 같은 학교 대학원을 수료했다. 평상시에는 중고등학생을 가르치지만, 초등학생, 대학생, 사회인 등 폭넓은 연령층을 대상으로 일상의 친숙한 소재를 활용한 실험 중심의 즐거운 수업을 하기 위해 노력하고 있다. 와세다대학 고등학원 교사이자 기상예보사, 환경 계량사로도 활동 중이다. 주요 저서로는 국내에 출판된 『기초 화학 사전』 외에 『어른들을 위한 고등학교 화학 복습 노트』(국내 미출간), 『교양으로 읽는 도쿄대학 이과 입시 문제』(국내 미출간) 등이 있다.

번역 정한뉘

한양대학교 분자생명과학과 졸업. 생명과학을 전공하여 연구자의 길을 걷던 중 오랜 꿈이었던 번역의 세계로 뛰어들었다. 책 한 권 한 권에 담긴 세상을 독자들에게 널리 알리고 싶다는 마음을 잊지 않고자 ‘한뉘(넓은 세상)’라는 필명을 지었다. 바른번역 글밥 아카데미 일본어 출판번역가 과정을 수료한 후 현재 각종 일서 검토·기획을 맡고 있다. 주요 역서로 『한 권으로 이해하는 독과 약의 과학』, 『오늘도 화학』, 『그런 건 과학이 아닙니다』 등이 있다.