청소년을 위한 교양 화학: 무기 합성

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

무기화학은 현대 과학기술의 핵심 분야로서 반도체, 배터리, 촉매, 세라믹 등 우리 생활을 둘러싼 모든 첨단 소재의 기반이 되는 학문이다. 이 책은 무기 합성이라는 복잡하고 전문적인 영역을 중학생도 이해할 수 있도록 체계적으로 구성한 교양서이다. 총 27개 챕터를 통해 무기화학의 기본 원리부터 최신 나노기술까지 망라하며, 각 개념을 실생활 사례와 연결하여 설명한다. 단순한 암기가 아닌 원리 중심의 이해를 돕기 위해 화학 반응의 메커니즘과 합성 조건의 과학적 근거를 상세히 다룬다.

원자 구조와 전자 배치에서 시작하여 이온 결합, 공유 결합, 금속 결합의 본질을 파악한 후, 이를 바탕으로 다양한 무기 화합물의 합성법을 단계별로 학습한다. 이온성 화합물의 격자 에너지부터 착화합물의 배위 구조까지, 각 화합물 유형별 특성과 최적 합성 조건을 구체적으로 제시한다. 산화환원 반응, 산염기 반응, 침전 반응 등 기본적인 화학 반응 원리를 무기 합성에 적용하는 방법을 익히며, 고체상 반응과 용액상 반응의 차이점과 활용 방안을 이해할 수 있다. 실험실에서 직접 활용할 수 있는 실용적 지식과 안전 수칙도 함께 다룬다.

현대 무기 합성 기술의 혁신적 발전상을 상세히 소개한다. 수열 합성법과 졸겔법으로 대표되는 습식 화학법부터 마이크로파 가열, 초음파 보조 합성 같은 최신 물리적 방법까지 포괄한다. 나노물질 제조 기술과 다공성 물질 설계, 층상 화합물 합성 등 21세기 소재과학의 핵심 기술들을 원리부터 응용까지 체계적으로 설명한다. 템플릿을 이용한 구조 제어와 표면 개질 기법을 통해 원하는 특성을 가진 소재를 설계하고 제조하는 방법을 배울 수 있다. 각 합성법의 장단점과 적용 범위를 명확히 제시하여 실제 연구나 산업에서 최적의 방법을 선택할 수 있는 판단력을 기른다.

합성 후 처리 기법과 분석 방법까지 다루어 완전한 무기 합성 과정을 이해할 수 있다. X선 회절, 전자 현미경, 열분석 등 현대적 분석 기법을 통해 합성된 물질의 구조와 성질을 정확히 평가하는 방법을 학습한다. 이론과 실험의 유기적 연결을 통해 과학적 사고력을 기르며, 무기 소재가 실제 산업과 기술 발전에 미치는 영향력을 구체적으로 파악할 수 있다. 미래 과학기술 분야로 진로를 고민하는 청소년들에게 무기화학의 광범위한 응용 가능성과 연구 전망을 제시하여, 과학에 대한 호기심과 탐구 정신을 자극한다. 복잡한 화학 이론을 명확하고 흥미롭게 전달하는 이 책은 무기화학 입문서로서 최적의 선택이다.

목차

1. 무기화학의 기본 원리
2. 원자 구조와 전자 배치
3. 화학 결합의 종류와 특성
4. 이온성 화합물 합성법
5. 공유 결합 화합물 제조
6. 금속 화합물 합성 기법
7. 산화환원 반응 응용법
8. 산염기 반응과 중화법
9. 침전 반응 활용 합성
10. 착화합물 제조 원리
11. 고체상 반응 메커니즘
12. 용액상 합성 기술
13. 기체상 반응과 승화
14. 수열 합성법의 원리
15. 졸겔법 나노 합성
16. 전기화학적 합성법
17. 고온 합성과 소결
18. 마이크로파 가열 합성
19. 초음파 보조 합성
20. 템플릿 이용 합성법
21. 나노물질 제조 기술
22. 다공성 물질 설계
23. 층상 화합물 합성
24. 결정 성장 제어법
25. 표면 개질과 기능화
26. 합성 후 처리 기법
27. 분석과 특성 평가

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.