화학의 정의
화학은 물질들에 관련된 성질과 변화 및 구조, 조성과 함께 물질의 에너지 변화를 연구하는 자연과학이다. 물리학 또한 물질에 대해 연구를 하지만 물리학이 원소화 함께 화합물을 포함하여 물체의 운동과 에너지 등 다양한 속성들을 다루어 나오는 현상으로 부터 나오는 이론을 성립하는 것이고 화학의 경우 물질 본연의 자체에 대해 연구하는 학문이다. 화학은 존재하는 물질을 조합 및 분해하여 특정 목적에 알맞는 새로운 물질을 발견하는 학문이다. 이러한 것들은 농작물의 활성화 및 질병의 치료와 예방, 환경 오염을 감소시키는 것과 같은 이점이 있다.
화학의 어원
화학의 정의는 연금술사가 물질을 섞기 시작하면서 발전된 학문으로 화학을 의미하는 영어 Chemistry의 경우 연금술을 의미하는 Alchemy에서 따왔다고 한다. 또한 다른 어원의 설로는 아랍어인 알 키미야에서 왔다는 설도 있다.
화학이란 단어의 경우 물질의 변화에 대해 연구하는 학문이라는 것을 번역한 언어이다. 이 번역어의 경우 장덕이의 항해술기와 함께 윌리엄 알렉산더 파슨스 마틴의 자연과학 교과서 격물입문에서 처음 사용되었다.
화학의 역사
화학의 역사는 고대 화학부터 살펴볼수 있다. 인간에 의해 발견되어진 최초의 금속은 금으로 구석기 후기쯤 스페인 동굴에서 최초로 소량의 금을 발견했다. 은과 구리, 유성 철과 주성은 고대에 제한된 양의 금속 가공을 허용하며 고대 문화로 발견되었다. 기원전 3000년엔 유성철제로 만들어진 이집트의 무기의 경우엔 천국의 단검이라는 별명을 받으며 높은 평가를 받아왔다. 금속들을 융합하거나 분해하기 위해 최초로 사용된 화학 반응 물질은 불이다. 하지만 천여년 동안 불을 이용해선 단순한 열과 빛을 생성했고 한 물질을 다른 물질로 바꿀수 있는 신비한 힘으로만 생각을 했다. 불의 경우 초기 사회에 다양한 측면에 영향을 끼쳤고 불을 통해서 요리와 조명과 같은 일상 생활에서 사용이 되었고 도기와 함께 벽돌과 금속을 녹여 필요한 도구를 만들었다. 유리의 발견부터 금속의 정화로 이어지면서 불을 사용한 야금이 떠오르기 시작했다. 야금의 초기 단계에선 금속을 정화하는 방법이 중요해졌고 금의 경우 기원전 2900년경 고대 이집트의 중요한 물건이되었다.
초기 화학은 17세기와 18세기로 볼 수 있다. 초기 화학의 시작은 영국계 미국인 화학자인 로버트 보일이 연금술을 과학적인 방법으로 정제하기 시작했고 이것이 화학을 연금술과 분리하기 시작한 것이다. 보일의 연구가 연금술에 바탕을 두고 있었지만 그를 현대화학의 창시자이자 현대 실험과학의 선구자로 알려져있다. 보일은 1662년 자신의 이름을 딴 보일의 법칙을 내세웠으며 해당 법칙은 온도가 폐쇄된 시스템안에서 온도가 일정하게 유지가 되고 있다면 가스의 압력과 부피가 반비례한다는 것이다. 또한 보일은 1661년 의심많은 화학자라는 책을 지었으며 이 책은 화학분야의 초석으로 여겨진다. 해당 저서에선 모든 현상들은 입자들이 이동될때 충돌되어지는 결과를 가설로 제시했다. 보일은 흙, 불, 공기와 물과 같은 고전적인 4가지 원소로만 화학 원소로 제한하는 것을 부정했다. 또한 그는 화학을 의학이나 연금술에 종속되어서 자연과학으로 여겨지는 것을 부정해야한다고 했다. 여기서 가장 중요한 사항은 과학 실험을 근거로한 접근 방식이라 주장했고 모든 이론이 나오기전엔 실험으로 입증이 중요하다고 했다. 또한 현대 화학의 시작이라고 생각되는 원자, 분자 그리고 화학 반응을 아이디어화했다. 또한 물질들을 정제하여서 반응식을 만들려 했고 재료 물질의 물리적인 특성과 함께 상호작용에 대한 설명을 위해 르네 데카르트가 주장하는 기계철학을 지지했다. 그리고 보일은 원자핵론자였지만 원자보다는 훨씬 더 많은 입자들을 선호했고 속성이 유지되는 물질의 가장 작은 부분은 미립자 수준이 있다고 주장했다. 공기펌프로 많은 연구를 했고 공기가 펌프를 통해 확산되면서 수은이 감소되는 것을 알아냈다. 또한 컨테이너 내부에 공기를 주입하면 화염을 없애고 내부의 작은 동물들을 죽일 수 있다는 것을 확인했다.
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