청소년을 위한 교양 화학: 공유 결합

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 21일 출간

작품소개

책소개

원자들이 어떻게 결합하여 우리 주변의 모든 물질을 만들어내는지, 그 신비로운 과정을 26개의 체계적인 장으로 풀어낸 전문 교양서입니다. 원자 구조의 기본 원리부터 시작하여 루이스의 점 구조, 전기음성도, 분자의 3차원 모양, 혼성 궤도 이론까지 공유 결합의 핵심 개념들을 차근차근 설명합니다. 멘델레예프의 주기율표 발견, 퀴리 부부의 방사성 원소 연구, 라이너스 폴링의 전기음성도 이론, 케쿨레의 벤젠 고리 발견 등 화학사의 중요한 순간들과 함께 각 개념의 탄생 배경을 생생하게 전달합니다. 복잡해 보이는 화학 이론들을 중학생도 이해할 수 있는 명확한 설명과 구체적인 사례를 통해 접근합니다.

공명 구조의 신비로운 현상부터 시그마 결합과 파이 결합의 차이, 분자간 힘의 종류와 특성까지 공유 결합의 깊이 있는 원리들을 탐구합니다. 수소 분자에서 일어나는 가장 간단한 공유 결합부터 벤젠 고리의 복잡한 전자 비편재화 현상까지, 결합의 다양한 형태와 특성을 단계별로 이해할 수 있습니다. 분자 궤도 이론과 원자가 결합 이론의 차이점, 결합 에너지와 화학 반응의 관계, 네트워크 공유 결합과 금속 결합의 독특한 특성 등 고급 화학 개념들도 알기 쉽게 설명합니다. X선 결정학을 통한 분자 구조 분석 방법과 분광학을 이용한 결합 상태 연구 등 현대 화학 연구 방법들도 소개합니다.

물 분자의 수소 결합이 만들어내는 특별한 성질, 기름과 물이 섞이지 않는 과학적 원리, DNA 이중 나선 구조를 안정화시키는 결합들, 단백질과 탄수화물의 복잡한 결합 구조 등 생명 현상과 직결된 화학 결합들을 다룹니다. 플라스틱을 구성하는 고분자 사슬의 공유 결합 구조, 합성 염료 분자들의 색깔 발현 원리, 촉매가 화학 반응을 돕는 메커니즘 등 현대 산업과 일상생활에서 활용되는 공유 결합 원리들을 구체적으로 설명합니다. 혈액의 헤모글로빈에서 철 이온과 산소의 배위 결합, 광합성에서 일어나는 특별한 결합 과정 등 생체 내에서 일어나는 정교한 화학 결합들의 원리도 상세히 다룹니다.

나노 기술에서의 정밀한 결합 제어, 인공 광합성 시스템의 혁신적인 결합 구조, 양자점과 그래핀의 새로운 결합 특성까지 미래 과학 기술의 토대가 되는 공유 결합 이론들을 전망합니다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 분자 설계 기술, 초분자 화학에서 약한 결합들의 협력 효과, 생체 모방 재료의 독특한 결합 메커니즘 등 첨단 연구 분야들도 소개합니다. 전자 현미경으로 관찰 가능한 실제 전자 구름의 모습, 양자역학적 계산으로 예측하는 결합 특성 등 현대 과학의 최신 성과들을 통해 공유 결합 이론의 발전 방향을 제시합니다. 화학을 전공하지 않은 독자들도 현대 화학의 핵심 원리를 체계적으로 이해할 수 있도록 구성된 본격적인 교양 과학서입니다.

목차

1. 원자의 비밀 세계
2. 화학 결합의 탄생
3. 루이스의 점 구조
4. 공유 결합의 형성
5. 전기음성도의 힘
6. 극성과 비극성 결합
7. 분자의 3차원 모양
8. 혼성 궤도의 마법
9. 공명 구조의 신비
10. 시그마와 파이 결합
11. 분자간 힘의 세계
12. 수소 결합의 특별함
13. 배위 결합의 원리
14. 결합 에너지와 반응
15. 분자 궤도 이론
16. 결합 길이와 각도
17. 네트워크 공유 결합
18. 금속 결합의 세계
19. 극성 분자와 용해
20. 생체 분자의 결합
21. 고분자 화합물
22. 결정 구조와 결합
23. 공유 결합과 색깔
24. 촉매와 공유 결합
25. 전자 구름과 결합
26. 미래의 화학 결합

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.