개 요

2. 개 요 • 2-01 원자와 분자 • 2-02 화학식 • 2-03 이온과 이온성 화합물 • 2-04 원자량 • 2-05 몰

3. 2-06 화학식량, 분자량과 몰 • 2-07 화합물의 퍼센트 조성과 구조 • 2-08 원소 조성으로부터 화학식 유도 • 2-09 분자식의 결정 • 2-10 화학식의 이해 • 2-11 시료의 순도

4. 학습 목표 • 원자의 개념 이해 • 화학식의 사용 • 간단한 이온의 구조와 전하 • 화학식량과 몰의 관계 • 질량, 몰, 구조 간의 상호 전환 • 화합물의 퍼센트 조성 • 조성으로부터 화학식 결정 • 물질의 순도 계산

5. ▲ 몇 가지 광물과 보석류.

6. 2-01 원자와 분자

7. 원소는 원자라고 하는 아주 작은 입자로 구성되어 있다. • 어떤 특정 원소를 이루는 모든 원자들은 다른 원소들과 구별되는 같은 성질을 갖는다. • 3. 원자는 생성되거나 소멸되지 않는다. • 4. 다른 원소의 원자들이 결합하여 화합물을 만들 때는 항상 일정한 원자수의 비로 결합한다. • 5. 화합물은 같은 종류의 원자로 구성되어 있고 이들 원소 사이의 질량 비는 항상 일정하다.

8. ▲그림2-1. 단원자 분자인 불활성 기체의 상대적 크기 비교

9. 한 원자를 구성하는 전자와 양성자의 전하수는 같다

10. ▲그림2-2. 몇 가지 원소의 이원자 분자 모형.대략의 크기.

11. ▲ 그림2-3. (a)흰색의 P4분자 모형, (b)사방형의 S8모형, (c)위에서 바라본 S8의 모형

12. ▲그림2-4. 몇 가지 화합물의 분자식과 구조 모형

13. ▲그림2-5. 전자 주사 현미경을 이용하여 관찰한 실리콘의 표면도. 각각의 실리콘 원자들이 규칙적으로 배열되어 있다. 중요한 여러 반응들이 이 고체의 표면에서 일어난다. 고체 표면의 원자 배열을 분석하면 표면에서 일어나는 많은 반응들을 이해할 수 있다.

14. 2-02 화학식

15. 화학식(Chemical Formula):그 물질의 화학적 조성을 말해줌. • 동소체(Allotrope):온도나 압력이 동일한 물리적 상태에서 동일한 원자들이 다른 구조를 이루는 것. • 유기 화합물(Organic Compound):자연계에서 발견되는 많은 분자들, • 일정 성분 비의 법칙(Law of Constant Composition):어떤 화합물의 순수한 시료는 항상 일정한 질량 비를 갖는 원자를 포함한다. 같은 화합물은 항상 일정한 질량 비에 의해 원자가 결합되어 있음을 의미함.

18. ▲ ethylene glycol의 모형도.

19. ◀ 그림2-6. 몇 가지 분자의 구조와 모형. 구조식은 분자 내에서 결합된 원자의 순서를 보여주지만 구체적인 분자 모형은 알 수 없다. 공-막대 모형은 원자는 여러 색의 구로 나타내고 결합은 막대로 나타낸다. 이 모형은 분자를 3차원 모형으로 보여준다. 공간 채움 모형은 분자의 모형과 상대적 크기를 보여준다.

20. 2-03 이온과 이온성 화합물

21. 이온 : 전하를 띠는 원자나 원자들의 집단 ⊙ 양이온 : Na+ (양전하를 띰) ⊙ 음이온 : Cl- (음전하를 띰) • 이온성 화합물 ⊙ NaCl Na+ + Cl- ⊙ HCl H+ + Cl-

22. ▲ 그림2-7. (a)같은 수의 나트륨 이온(작은 구)와 염소 이온(큰 구)이 정열되어 만들어진 염화나트륨 결정(b) 각 염소 이온은 6개의 나트륨 이온에 의해 둘러싸여 있다.(c)각 나트륨 이온은 6개의 염소 이온에 의해 둘러싸여 있다.

24. 2-04 원자량

25. 원자량(Atomic weight, AW) :존재하는 동위 원소들의 질량의 평균 값. 다른 원자들에 대한 상대적인 질량. • 원자의 일정한 질량 척도를 확립하기 위해서는 상대 질량이 비교될 수 있는 표준을 정해야 한다. 이 표준이 여섯 개의 양성자와 여섯 개의 중성자를 핵에 가진 탄소 원자 질량임.

26. 2-05 몰

27. 1mole = 6.0221367×1023개 입자 • 순수한 원소 1몰에 있는 원소의 질량을 몰 질량이라고 하고 단위는 grams/mol, 또는 g/mol로 쓴다.

29. 2-06 화학식량, 분자량과 몰

30. 화학식량은 화학식에 있는 원소들의 원자량의 총 합이다. • 원소를 이루고 있는 원자의 숫자를 각 원자의 질량에 곱한 총 합이다.

31. ▲아세트산(식초), CH3COOH의 공간 채움 모형

33. 어떤 물질 1몰은 그 물질의 화학식량과 같은 g수의 질량을 가지며, 6.022×1023개의 구조 단위를 갖는다. 때때로 이 질량은 몰 질량(molar mass)이라고 한다. 몰 질량과 화학식 단위는 같은 숫자의 무게와 단위를 갖음. • 수산화나트륨 1몰은 40.0g이며, 아세트산 1몰은 60g이다. 어떤 분자 물질 1몰에는 6.022×1023개의 분자를 가지고 있음.

35. 2-07화합물의 퍼센트 조성과 구조

36. 퍼센트 조성(Percent composition):화합물에 있는 각 원소의 질량 백분율. • 예를 들면, 이산화탄소 한 분자는 한개의 C원자와 두개의 O원자를 포함하고 있음을 알 수 있다. 각 원소의 백분율은 각 원소의 질량을 전체 질량으로 나누고 곱하기 100을 하여 구함.

37. 2-08원소 조성으로부터 화학식 유도

38. 가장 간단한 화학식(실험식): 화합물을 이루는 각 원자들의 가장 간단한 정수 비로 나타냄. • 분자식(Molecular formula): 분자 물질의 분자에 있는 모든 원소들을 나타낸 식.

39. ▲그림2-8. 탄소-수소의 원소 분석을 위한 연소 장치

40. 2-09 분자식의 결정

41. 분자식 = n × 화학식 • 분자량 = n × 화학식량 • 배수비례의 법칙 ☞ 원소, A와 B가 한 개 이상의 화합물을 만들 때 원소 B는 각 화합물에 있는 원소 A에 대해 일정한 질량의 정수비로 결합한다.

42. 2-10 화학식의 이해

43. 화학식(Chemical formula):어떤 물질의 화학적 조성을 보여주는 원소 기호들의 조합 • 화학식(Formula):물질의 화학적 조성을 나타내는 기호들의 조합 • 화학식 단위(Formula unit):이온성 화합물이 아닌 분자 화합물에서 반복이 되는 가장 간단한 단위

44. 2-11 시료의 순도

45. 순도 퍼센트(Percent purity):불순한 시료에서 특정 원소나 화합물의 백분율. • 시약 등급 수산화나트륨에는 시료의 순도가 98.2%라고 씌여 있다. 이로부터 시료의 전체 불순물은 1.8%임을 알 수 있음.

46. 요 약 • 원자(Atom)은 모든 화학적, 물리적 변화 과정에서 화학적 성질을 갖는 원소 중의 가장 작은 입자임. • 화학식(Formula)은 물질의 화학적 조성을 나타내는 기호들의 조합임. • 화학식량(Formula weight)은 물질의 화학식 단위의 질량. 물질 1몰의 질량과 같음.

47. 4. 몰(Mole)은 그 물질의 화학식량과 같은 g수의 질량을 갖으며, 6.022×1023개의 구조 단위를 갖음. 5. 화합물의 퍼센트 조성은 화합물에 있는 각 원소의 질량 백분율임. 6. 물질의 순도 계산은 불순한 시료에서 특정 원소나 화합물의 백분율인 순도 퍼센트를 이용.