청소년을 위한 교양 화학: 이온 화합물

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 12일 출간

작품소개

책소개

이 책은 원자 구조부터 첨단 이온 재료까지 이온 화합물의 모든 영역을 체계적으로 다룬다. 나트륨과 염소가 만나 소금이 되는 단순한 과정에서 시작하여 리튬 이온 배터리와 초전도체까지, 이온 화합물이 우리 삶 곳곳에 스며든 모습을 보여준다. 23개 챕터는 기초적인 원자 구조와 전자 배치부터 시작해 이온의 형성 과정, 주기율표의 숨겨진 패턴들을 차근차근 풀어낸다. 중학생도 이해할 수 있는 쉬운 설명과 구체적인 사례를 통해 추상적인 화학 개념들이 현실의 구체적인 현상으로 연결되는 과정을 보여준다.

이론적 기초에서는 격자 에너지와 보른하버 순환 같은 고급 개념도 일상의 예시로 풀어낸다. 이온 결합이 왜 공유 결합과 다른지, 이온 화합물이 왜 높은 녹는점을 갖는지, 왜 고체상태에서는 전기를 통하지 않다가 용융되면 전도체가 되는지 등의 의문들에 명확한 답을 제시한다. 결정 구조의 건축학적 원리부터 용해도의 과학적 메커니즘까지, 각 현상의 근본 원인을 분자 수준에서 설명한다. 산화환원 반응의 전자 게임과 착이온의 색깔 발현 원리 등 복잡한 개념들도 단계별로 체계화하여 논리적 이해가 가능하도록 구성했다.

실생활과의 연결점에서는 우리 몸속 나트륨과 칼륨의 신경 전달 기능부터 철분의 산소 운반 시스템까지 생명 현상의 화학적 기초를 탐구한다. 소금 산업의 대규모 전기분해부터 반도체용 고순도 화합물 제조까지 산업 현장의 실제 공정들을 다룬다. 중금속 오염의 환경 문제와 이온 교환 수지를 이용한 정수 처리 기술 등 환경과 직결된 주제들도 포함한다. 정성 분석과 정량 분석의 탐정 같은 과정을 통해 화학자들이 미지의 물질을 밝혀내는 방법론도 소개한다. 이론이 현실에서 어떻게 활용되는지 구체적 사례를 통해 보여준다.

미래 기술 전망에서는 리튬 이온 배터리의 상세한 작동 원리부터 양자 컴퓨팅의 이온 큐비트 활용까지 첨단 과학의 최전선을 다룬다. 태양전지의 페로브스카이트 구조 활용과 LED의 형광체 발광 원리 등 우리 주변의 최신 기술들이 이온 화학을 기반으로 한다는 사실을 보여준다. 인공지능과 신소재 설계의 융합부터 우주 탐사용 극한 환경 재료까지, 이온 화학이 열어갈 미래 가능성들을 제시한다. 중학생 독자들이 화학의 기초를 탄탄히 다지면서 동시에 과학의 미래 비전을 그려볼 수 있도록 돕는다. 복잡한 대학 수준의 개념들을 중학 수준에서 이해 가능한 언어로 번역하여 화학에 대한 흥미와 이해를 동시에 높인다.

목차

1. 원자의 비밀과 전자의 춤
2. 이온의 탄생 이야기
3. 주기율표의 숨은 패턴
4. 이온 결합의 드라마
5. 격자 에너지의 비밀
6. 보른하버 순환의 마법
7. 이온 화합물의 성질
8. 결정 구조의 건축학
9. 용해도의 과학
10. 이온 평형의 세계
11. 산화환원 전자 게임
12. 착이온과 배위 화합물
13. 색깔의 화학
14. 자기적 성질의 신비
15. 전기화학의 마술
16. 침전 반응의 예술
17. 정성 분석의 탐정술
18. 정량 분석의 정밀함
19. 산업 속 이온 화합물
20. 생명 속 이온의 역할
21. 환경과 이온 오염
22. 첨단기술 속 이온재료
23. 미래의 이온 화학

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.