NEWTON HIGHLIGHT 비주얼 화학

▣ 출판사서평

인류의 생활은 화학으로 유지된다
우리 주변의 물질은 모두 ‘원자’로 이루어져 있다. 단단한 금속, 부드러운 천, 흐르는 물 등이 모두 원자의 모임이다. 그리고 생명 활동을 영위해 나가는 우리 자신도 역시 원자로 이루어져 있다.
이렇듯 온갖 물질의 겉모습은 전혀 다르지만 사실은 원자라는 공통 단위의 집합이라는 사실은 매우 놀라운 일이다. 만약 이 원자의 모습이나 움직임을 자세히 알 수 있다면 우리는 자연계의 메커니즘을 훨씬 잘 이해하게 될 것이다. 그리고 그 결과로 우리는 일상생활을 비롯한 모든 분야에서 좀 더 효율적인 세상을 만들어 나갈 수 있을 것이다.
‘화학’은 바로 원자와 원자가 결합한 분자의 연구를 통해 물질의 성질을 밝히려는 학문이다. 우리의 주위에 있는 온갖 물질이 화학의 연구 대상이다. 그리고 인간이 만든 온갖 제품과 물질이 화학의 연구 성과이다. 결국 인류의 생활은 화학으로 유지되고 있다고 해도 지나친 말은 아니다.
이 책은 눈으로 볼 수 없는 원자·분자·결정·유기 화학의 세계를 세련되고 정밀한 그림 및 전문가의 해설로 설명하는 ‘화학 안내서’이다. ‘Part 1 원자란 무엇인가? / Part 2 원자가 만드는 분자와 결정 / Part 3 탄소와 유기 화합물’에서는 원자의 모습에서 시작해 분자와 결정이 생기는 구조, 탄소가 주역인 유기 화학까지 쉽고도 상세하게 소개한다. ‘화학은 우리에게 정말 유용하면서도 재미있는 학문’이라는 점을 바로 알게 될 것이다. 마지막 부분인 ‘Part 4 노벨 화학상 수상자’에서는 2000년 이후에 노벨 화학상을 수상한 일본 학자들의 연구 내용과 그 과정 등을 소개한다.
물질의 기본인 원자와 분자, 그들이 규칙적으로 정렬한 결정, 그리고 우리 생활과 밀접한 유기 화학의 세계를 통해 이 세상 모든 물질의 기본 구성 원리를 다시 한 번 음미해 보자.

물질의 기본이자, 상식이 통하지 않는 미시의 세계 ― ‘원자’ 대분석
원자 속에서 음전하를 띠고 있는 ‘전자’가 발견된 것은 19세기의 일이었다. 그리고 20세기에 들어서자 원자 속에서 ‘원자핵’이 발견되었다. 원자의 세계는 우리의 상식이 통하지 않는 미시(微視)의 세계이다. 원자의 모습을 직접 본 사람은 없는데, 그 정체를 어떻게 알아냈을까? 원자의 모습과 그것을 알게 된 과정 등을 상세한 그림과 해설로 알아본다.

원자가 모인 분자…, 그들이 규칙적으로 정렬한 결정(結晶)의 원리
원자는 자연스럽게 다른 원자와 결합해 더욱 안정된 ‘분자’라는 집합을 만든다. 그리고 물질 가운데 원자나 분자 등이 규칙 바르게 정렬한 것을 ‘결정(結晶)’이라 한다. 그들 구조의 규칙성을 만들어 내는 원리는 무엇일까? 또 배열이 다르면 성질에 어떤 차이가 나는 것일까? 현대 공업을 유지하는 재료인 분자와, 결정의 구조 및 성질을 탐구한다.

고무, 플라스틱, 약품 등 우리 생활과 밀접한 유기 화학 상세 해설
유기물은 탄소의 골격을 갖는다는 특징이 있다. 현대에는 이 특징을 가진 물질은 비록 생명에서 유래하지 않더라도 유기물이라 한다. 그리고 유기물을 대상으로 하는 화학을 ‘유기 화학’이라 한다. 고무나 플라스틱, 약품 등 우리 주위에는 유기 화학을 응용한 제품이 수도 없이 많다. 유기 화학의 탄생과 발전 과정, 다양한 메커니즘을 정리한다.

노벨 화학상 수상자들이 말하는 연구 과정과 내용
노벨상은 과학자에게는 더할 수 없는 영예로 받아들여진다. 일본은 1981년에 최초로 노벨 화학상 수상자를 배출했고, 그 뒤에 5명의 일본인이 노벨 화학상을 받았다. 이 가운데 2000년 이후 노벨 화학상을 받은 네 사람의 일본 화학자들의 특별 인터뷰를 통해, 그들의 연구 과정과 내용을 알아본다.

‘Newton 하이라이트 시리즈’의 41번째 과학 단행본
과학 잡지 은 기사 중에서 독자의 호응이 특히 높았던 것만을 별도로 골라, 독자의 요구에 맞게 다듬어 과학 단행본 ‘Newton 하이라이트’ 시리즈로 매월 한 권씩 발간하고 있다. <알기 쉬운 비주얼 화학>은 그 41번째 책으로, 앞서 나온 <상대성 이론> <양자론> <인체-21세기 해부학> <주기율표> <신비한 수학의 세계> 등과 함께 절찬리에 판매되고 있다.

▣ 작가 소개

저자 가지 마사노리
일본 도쿄 공업대학 대학원 사회이공학연구과 부교수

저자 나카무라 에이이치
일본 도쿄 대학 대학원 이학계연구과 교수

저자 나카쓰보 후미아키
일본 교토 대학 생존권연구소 특임 교수, 교토 대학 명예 교수

저자 노모토 겐이치
일본 도쿄 대학 수학물리학제휴우주연구기구 교수

저자 도키타 스미오
일본 사이타마 대학 명예 교수

저자 사쿠라이 히로무
일본 스즈카(鈴鹿) 의료과학대학 약학부 교수

저자 시모이 마모루
일본 도쿄 대학 교양학부 특임 교수

저자 아카시 사토코
일본 요코하마 시립대학 대학원 생명나노시스템과학연구과 부교수

저자 오쓰카 다카하루
일본 도쿄 대학 대학원 이학계연구과 교수

저자 와다 스미오
일본 도쿄 대학 대학원 종합문화연구과 전임강사

저자 와다 아키요시
일본 이화학연구소 연구 고문, 도쿄 대학 명예 교수

저자 이토 아키라
일본 도쿄 공업대학 대학원 이공학연구과 교수

저자 히라노 다카시
일본 전기통신대학 대학원 정보이공학연구과 부교수

▣ 주요 목차

Part 1 원자란 무엇인가?
원자의 모습 / 원자설의 기원 / 전자의 발견 / 원자의 구조 / 원자핵과 전자 / 원자핵의 크기 / 전자의 성질 / 전자구름의 모양 / 화학 반응 / 원자핵의 구조 / 동위 원소 / 핵력 / 원소의 존재도 / 원자의 탄생 / 무거운 원자의 합성

Part 2 원자가 만드는 분자와 결정
주기율표와 원자 / 공유 결합 / 물 분자 / 분자의 운동 / 이온 결합과 금속 결합 / 수소 결합 / 분자의 설계 / 기체, 액체, 고체 / 단결정과 다결정 / 공유 결정, 이온 결정, 금속 결정 / 분자 결정 / 격자 결함 / 결정 성장 / 반도체 결정 / 비결정질 / 액정 / 형상 기억 합금 / 화합물 반도체 결정 / 결정의 설계

Part 3 탄소와 유기 화합물
무기 화학과 유기 화학 / 화학의 역사 / 화학 혁명 / 원소 분석 장치 / 원자의 손
원자의 손의 정체 / 원자의 결합 / 유기물의 골격 / 유기물의 성질 / 이성질체
탄소의 특징 / 자연계의 유기물 / 인공 유기물 / 석유 화학 / 약학과 유기물 / 유기 화학의 미래 / 자료 : 유기물 명명법, 분자식 쓰기 / 자료 : 유기물의 반응, 대표적인 화합물

Part 4 노벨 화학상 수상자
노벨상 특별 인터뷰
* 시라카와 히데키 / 21세기의 기술로 이어질 전도성 플라스틱의 발견
* 노요리 료지 / 화학 물질의 이성질체를 따로 만드는 데 성공
* 다나카 고이치 / 단백질 등의 고분자 질량을 분석해 종류를 특정하는 방법을 개발했다
* 시모무라 오사무 / 초록색 형광을 내는 단백질을 발견하고 그 발광 메커니즘을 규명했다

해설 ― 2002년 노벨상 : 단백질의 이온화는 미래의 생명과학에 크게 공헌한다
해설 ― 2008년 노벨상 : 생물학을 지원하는 초록색 형광 단백질 ‘GFP’