화학 연대기 : 세상을 바꾼 작고도 거대한 화학의 역사 - EBS CLASS e

장홍제

실험속에낭만이살아숨쉰다고믿는과학자.그리고10억분의1미터나노세계에숨은과학의무한한가능성을찾는나노화학자.화학의재미와아름다움에빠져물질의비밀을공부하다더없이작은세계를탐구하는나노화학에매료되었다.누구도생각하지못한특성을지닌나노물질을만들어우리의일상을획기적으로뒤바꾸는나노화학은현대과학이도달한가장실용적인분야라할수있다.이토록재미있고실용적인화학을독자에게전하고함께이야기하고싶어이책을집필했다.

한국과학기술원(KAIST)화학과를졸업하고같은대학원화학과에서박사학위를받았다.현재광운대학교화학과교수로재직중이다.지은책으로《역사가묻고화학이답하다》,《화학연대기》,《신소재쫌아는10대》,《원소쫌아는10대》등이있으며,《ACSNano》,《AngewandteChemie》등국제학술지에나노화학에관한논문70여편을게재했다.화학대중화를위해유튜브채널‘화학하악’을운영중이다.

들어가며|화학이란무엇일까
제1장|세상모든것의시작:기원
제2장|바야흐로잉태하는문명:물질의시대
제3장|철학적사유의탄생:원소설과원자설
제4장|근대화학으로가는교두보:연금술
제5장|역사의파고에올라탄화학:격동기
제6장|권위에대한항변:과학혁명
제7장|폭발하는뇌관:화학혁명
제8장|원소대발견의시대:분석화학
제9장|주기율표발명을둘러싼분투:무기화학
제10장|열과에너지의비밀을찾아서:물리화학
제11장|결합과구조에대한열정적탐구:유기화학
제12장|새로운시대를여는문:공업화학과의약화학
제13장|특이점의탄생:양자화학
제14장|단분자에서고분자로:섬유화학과생화학
제15장|화학성장의새로운원동력:나노화학
주
이미지출처
부록|역대노벨화학상수상자및수상내용

모든것과모든곳에화학이있었다

화학이란무엇일까.흔히화학하면,딱딱한주기율표속원소기호나왠지위험해보이는시약으로가득한실험실풍경을떠올리며나와는무관한분야라고단정짓곤한다.그러나기실우리는화학과떼려야뗄수없는관계를맺고있다.아침에눈을떠하루를시작하고다시잠자리에드는시간까지,우리가먹고마시고입고쓰는모든것은화학의산물이다.다시말해우리가사는세상은모두‘그무엇인가로만들어져있다’.그런데이들물질은도대체무엇으로어떻게이루어져있을까?이책『화학연대기』와함께하는여정은바로이런물음에서시작한다.
사실화학은우리가일반적으로생각하는것보다훨씬더광활하고변화무쌍하며신비롭다.지금우리가살고있는지구를이루는원소들과수백만광년떨어진이름모를행성을이루는원소들은,전체적인구성비율은다를지언정질적요소는완벽하게똑같다.오늘우리가마신물을구성하는수소와목성내부를채우고있다고알려진금속성수소는동일하고,우리가식사할때사용하는수저에포함된철은화성표면을덮고있는흙속의철과완전히같은원소다.
화학의경이로움은여기에서그치지않는다.인류이전에지구를지배한공룡을비롯해다른생명체들을구성하던원소와원자는온전히재활용되어지금살아숨쉬는우리몸을구성하는데사용되고있다.초기지구표면을감쌌던철은지금우리몸에서산소를옮기는역할을하는적혈구속헤모글로빈의가장중요한구성요소이며,공룡을멸종시킨운석에서유입된이리듐은나침반재료로쓰여바다에서길잡이역할을해왔다.수십억년전지구의생태계를이룬원소들은우리가지금이책을읽는이순간에도연소,증류,압착,치환,분해,결정화,융해,첨가를포함한다양한반응의형태로주변에존재하고있는것이다.


보이지않는곳에서세상을움직여온
화학자들과화학의숨은역사

인류사에서화학이란한마디로생명의기원에서시작된어마어마한여정이라고할수있다.지구가탄생한이후화학반응을통해DNA와RNA가생성되었고,생명이출현해진화를거듭한끝에현재에이르렀다.이과정에서원소설과원자설에대한고대철학자들의해석과함께,미신과민간요법,연금술등여러형태를거쳐화학이라는학문이형성되었다.
초기과학자들의끈질긴실험과함께행해진도전과성공,시행착오와실패는불가피했다.프랑스화학자라부아지에는플로지스톤이라는가상의물질때문에나무가불에타는것이아니라는사실을증명하기위해일생을바쳤고,이탈리아화학자겸물리학자아보가드로는원자와분자를구분하고관계를파악했는데도평생아무도그의연구에관심을기울이지않았다.또영국화학자뉴랜즈는주기율표발명직전까지갔지만다른사람들로부터조롱을받다가화학계를떠났다.스웨덴화학자셸레는타고난실험설계와분석능력을바탕으로수많은원소를발견했지만여러독성물질을연구하는바람에신체에심각한이상을입었다.
그러나물질의비밀을밝히려는그들의순수한열정덕분에인류는발전을거듭했다.화학의형성이후원소를이해하고정의하려는도전은분석화학과무기화학의급격한발달을촉발했고,의약품과실용적화합물을분리·정제하면서싹튼유기화학은근대에이르기까지지속적으로심화되었다.또물리학이론및실험결과를통해원자를규명하고열역학과양자역학까지이끈과정은과거연금술적기법에만얽매여있던화학반응을본질적으로이해하는바탕이되었다.이후물리화학이물질의화학적성질을연구하는분야로자리잡았으며,생명반응을구성하는요소들과기능에대한관심은생화학을형성했다.
뒤이은산업화와두차례의세계대전,식민시대등인류사의굵직한흐름속에서화학은우리가눈치채지못하는사이에도언제나가장중요한위치에있어왔다.라부아지에의동료와트는증기기관을개량했고,프랑스기술자니콜라조제프퀴뇨는증기자동차를만들었다.내연기관이개발된이후헨리포드는자동차의초기형태를설계했으며,이후타이어의중요성이대두되었다.타이어와의전쟁은합성고무와고분자,염료,화약등화학제품의생산을촉발했다.이후공업화학,고분자화학,환경화학을비롯한수많은파생분야가계속해서등장했으며,이제는육안으로관찰할수없는물질이자화학적측면에서가장의미있는세계라할수있는나노세계로관심이확장되어나노화학이라는새로운분야를개척하기에이르렀다.
이러한도전뒤에다시무엇이숨어있을지는아직알수없다.그러나이책의저자장홍제교수가말하는것처럼화학은쉽사리답을드러내지않는매력적인학문이며,따라서화학의여정은광활한우주의시간과함께앞으로도이어질게자명하다.『화학연대기』는바로이러한화학의탄생과발전,가파른변화와모색과정을실험과사실에기반해역사적으로추적해낸기념비적저작이자,오래전묵묵히금을찾던그모습그대로실험과경험,논리와추론,이해와분석을통해세상을감싼모든물질의비밀을밝혀나갔던화학자들에게보내는헌사이다.