[화학] 화학에는 어떤 영역이 있는가?

화학자는 거시(巨視, macroscopic), 미시(微視, microscopic), 기호(Simbolic)라는 세 가지 다른 영역에서 물질과 에너지가 어떻게 움직이는지 연구하고 설명한다. 이러한 영역은 화학 현상을 고려하고 설명하는 다양한 방법을 제공한다.

매크로(Macro)는 ‘큰’을 의미하는 그리스어이다. 거시 화학은 우리에게 친숙하다. 인간의 시각이나 촉각으로 직접 감지할 수 있을 만큼 큰 일상 사물의 영역이다. 일상생활에서 이것은 먹는 음식과 얼굴에 느껴지는 바람도 포함한다. 거시 영역에는 밀도, 용해도, 인화성과 같은 물리적, 화학적 특성을 관찰하고 측정하는 일상 화학과 실험실 화학을 포함한다.

 

 

마이크로(Micro)는 ‘작은’을 의미하는 그리스어이다. 미시 화학은 종종 상상으로 들어간다. 현미경 영역의 일부 측면(예: 많은 생물학적 세포)은 표준 광학 현미경을 통해 볼 수 있다. 더 정교한 장비는 분자나 원자와 같은 더 작은 실체를 이미지로 표현할 수 있다.

 

 

그러나 미시 화학에 있는 대부분의 주제는 너무 작아서 가장 발전된 현미경으로도 볼 수 없으며 단지 상상으로만 그려질 수 있다. 미시 화학의 다른 구성요소는 이온과 전자, 양성자와 중성자, 화학 결합이 포함되며, 이들 각각은 너무 작아서 볼 수 없다.기호 화학에는 거시 화학과 미시 화학의 구성요소를 나타내는 데 사용되는 특수 언어를 포함한다. 화학 기호(예: 주기율표에 사용되는 기호), 화학식, 화학 방정식은 그래프, 그림, 계산과 마찬가지로 기호 화학의 일부이다. 이러한 기호는 미시 화학의 구성요소 측면에서 거시 화학의 현상을 해석하는 데 도움이 되므로 화학에서 중요한 역할을 담당한다. 화학을 배우는 학생의 과제 중 하나는 같은 기호가 거시 화학과 미시 화학에서 서로 다른 것을 나타낼 수 있다는 점을 인식하는 것이다. 화학을 매력적으로 만드는 특징 중 하나는 눈에 보이는 거시 화학의 현상을 설명하기 위해 상상해야 하는 미시 화학을 사용하는 것이다.

 

 

세 가지 영역을 이해하는 데 도움이 되는 방법은 언제 어디서나 존재하는 ‘물’이라는 물질을 예로 드는 것이다. 물은 적당한 온도에서 액체이고, 낮은 온도에서 얼어서 고체가 되고, 높은 온도에서 끓어서 기체가 된다는 사실은 거시 영역이다. 그러나 물의 일부 특성은 눈으로도 관찰할 수 없는 미시 영역에 속한다. 물이 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 구성되었다는 설명과 어는 것과 끓는 것을 이들 분자 사이에 작용하는 인력으로 설명하는 것은 미시 영역이다. 거시 또는 미시 영역에서 물을 설명할 수 있는 공식 H₂O는 기호 영역의 예이다. 기체의 약어(g), 고체의 약어(s), 액체의 약어(l)도 기호이다.

 

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