우주전체의모든물질을이루고있는것은화학원소이다.나뭇잎,먼지,사람,동물,우리가볼수없는저먼우주에서이제막만들어지고있는별들과기체혼합물까지이모든것이화학원소로이루어져있다.그리고이모든물질을만들어내는기본요사가바로원자이다.기원전600년경,아주오랜과거속그리스의철학자들이인간과우주의본질을연구하기시작한이후인류는금을만드는연금술까지다양한목적과호기심을가지고연구를해왔고이는결국근대화학으로발전하게되었다.
현대의화학은부피를갖는양을가진모든물질의조성과성질을연구하는학문이다.생물학,물리학,지질학,보건과학,물상과학,지구과학같은다른과학을이해하려면기본적으로화학적원리를알아야한다.즉이모든분야가화학을필요로하는것이다.화학은다시유기화학,무기화학,생화학,물리화학그리고분석화학등으로나눌수있다.이다.또한화학이적용되는분야로는농업화학,의료화학,산업화학,환경화학,법정화학그리고대기화학등이있으며이모든분야가현대의중요한화학연구분야이다.
유기화학은탄소화합물에대한연구를주로하는데,1개,2개혹은3개의탄소원자가서로결합하는독특한성질을가지고있다.탄소를중심으로하는탄소화합물은식물이나동물혹은석탄이나석유같은생명체의잔여물에서얻을수있기때문에유기화학을생명의화학이라고부르기도한다.유기화학은약품제조를연구할수도있다.예를들어아스피린의주요성분인화합물은한때버드나무껍질에서뽑아냈지만,이제는실험실에서합성한다.
무기화학부문은탄소원자를중심으로하지않는분자들과그분자들의결합그리고화학반응을연구하는분야이다.무기화학자는산업용무기화학물질의조작(예를들어,인공비료를위한질소화합같은)을전문으로할수도있다.생화학은살아있는생물안에서생기는화학작용을연구하는학문이다.지방산의연속분해작용에대한해석은생화학분야에들어간다.물질의화학적특성을해석하고일반적인법칙으로정리하는원리를연구하는학문은물리화학이라고한다.물리화학자들은에너지에초점을맞추고,화학반응,반응속도,반응과정을연구하며,고체,액체,기체상태의원자,분자의구조그리고변화양상을조사한다.또물리화학은분자에의해에너지가흡수,방출되는현상과전기화학도다룬다.물리화학자는냉장시스템의능률을개선하는시도도할수있다.분석화학은정성분석,물질의구성성분확인,정량분석,물질의조성비율등을밝히는연구를한다.분석화학의예로는색소분리를통해대기오염도와성질을측정하는연구가있다.
앞에서말한각각의연구분야는아주넓어서화학자들이어느하나의특정분야에초점을맞추는일이드물다.대다수의연구들이몇개분야에걸쳐지거나다른분야와협동하여진행되므로화학분야의연구경계는매우복잡하다.예를들면헤모글로빈과같이철원자가들어있는단백질분자를연구하는연구원은자신을유기학자나무기학자,혹은생물무기화학자로생각할수도있다.암석의광물성분구성에관심이있는분석화학자는대학의지질학과에서일할수도있다.또국립기상대대기화학실험실에서오존층의방혈과정을공부하는사람을찾을수도있다.
이들이쓰는방법이나전문분야는서로다르지만,모든화학자들은화학원소,기본원자구조,그리고원자사이의결합력에관한지식에능숙해야만한다.화학지식은이세상을보는비상한통찰력을갖게해주며화학의모든분야에서이루어지는연구는물질세계에긍정적인영향을준다.『천재들의과학노트-과학사밖으로뛰쳐나온화학자들』은다양한방법으로현대화학의발달에공헌한열명의흥미로운과학자들을소개한다.18세기,영국에서태어난조지프프리스틀리는‘플로지스톤이없는공기’를발견했고프랑스화학자라부아지에는연소작용의원인은바로‘산소’때문이라고밝히며플로지스톤가설을정면으로부인했다.
화학의토대를마련한존돌턴의‘원자론’과19세기중반,러시아의화학자드미트리멘델레예프의원소주기율표그리고20세기초,미국의화학자어빙랭뮤어의계면화학연구를통한전구와안경렌즈의제조기술을발달등은모두지금과같은현대산업사회를만드는중요한화학적발견이었다.또한이와같은화학을통해우리는생명현상도이해할수있게되었다.화학지식은우리에게수많은편리함뿐만아니라다양한약품을대량생산하고더정밀하게도울수있도록함으로써우리의생활을더욱건강하고,안전하고,편리하고,풍요롭게만들어주기도했다.따라서화학의세계에대해자세하게배우는일은매우가치있는일이다.우리의건강과환경을지키기위해서는정확한과학지식을근거로하는합리적인노력을해야하기때문이다.우리가화학에대해반드시알아야할이유는이밖에도많이찾아볼수있다.이제『천재들의과학노트-과학사밖으로뛰쳐나온화학자들』에소개된인류사를바꾼10명의화학자들을통해세상을바꾼화학을만나보자.
