화학의 역사 / 존 허드슨

서문

 

ㆍ인류가 최초로 불을 사용하였던 것을 화학에서는 연소라는 화학반응으로 정의하였다. 불은 에너지의 공급원이었으며 인간은 불을 사용하여 각종 물질을 채취하고 제조하였다. 광물을 녹여 금속 기구를 만들고 토기를 만들었으며, 그것을 토대로 의약품까지 제조하는 기술을 발달시켰다. 물질을 분해하고 다시 결합시켜 물질에 대한 정보를 얻었으며 이러한 지식과 경험을 체계적으로 정립시켜 화힉이라는 학문이 만들어졌다. 

 

ㆍ기초과학이 탄탄하지 않은 응용과학이란 사상누각일 뿐이다. 

 

ㆍ우리가 먹고, 마시고, 입고, 질병을 치료하고, 즐기는 대부분이 화학의 범주에 속한다. 아침에 눈을 뜨는 순간부터 잠자리에 들기까지 우리 주변에서 화학물질이 아닌 것을 찾기란 거의 불가능할 것이다. 그런데도 불구하고 오늘날 화학은 공해물질과 위험을 만드는 것이라는 잘못된 인식 안에 갇혀 있다. 

 

1장 초기 과정과 이론

 

ㆍ화학은 물질과 물질이 이룰 수 있는 변화에 관한 연구이다. 

 

ㆍ연소의 화학반응은 현대화학의 발달에 중심역할을 하도록 운명이 결정되어 있었다.  

 

ㆍ광석으로부터 최초로 얻은 금속은 구리였다. 

 

ㆍ세상 물질의 다양성을 설명하는 놀라운 초기의 이론은, 모든 물질이 어떤 근본 물질로부터 만들어졌다는 것이었다. 

 

ㆍ화학적 변화는 근원의 비율 변화가 나타난 것이거나(엠페도클레스), 물질의 부분적인 분리이거나(아낙사고라스), 원자들의 재배열의 결과(레우킵포스, 데모크리토스)라는 것이다. 

 

 

ㆍ아리스토텔레스는 물질의 원자설을 거부하였다. 데모크리토스는 원자가 빈 공간에서 영구적 운동을 한다고 주장하였지만, 아리스토텔레스는 운동을 물체의 자연스러운 경향을 사용해서 설명하였으며, 원자의 영구적인 마구잡이 운동은 그의 생각과 일치하는 것이 아니었다. 

 

ㆍ화학실험에 대한 최초의 시도가 이루어진 곳은 알렉산드리아였다. 물론 이런 연구는 물질의 성질에 대하여 더 많은 것을 배우기 위해서나, 새로운 물질을 만들기 위한 의도를 가지고 행해진 것은 아니었다. 연금술이라고 하는 초기 화학 실험의 중요한 목적은 금을 인공적으로 만드는 것일 뿐이었다. 

 

 

2장 연금술

ㆍ최초의 실험가들은 연금술사들이었으며, 그들의 목표는 천한 금속을 금으로 변환시키는 것이었다. 연금술은 알렉산드리아에서 최초로 실행되었으며 연금술의 헬레니즘 시대는 이슬람의 극적 확장이 일어난 7세기까지 지속되었다. 다음 5백 년 동안 주요한 연금술사들은 이슬람 세계 출신이었던 것이다. 

 

ㆍ'모든 물질이 다른 물질로 변환될 수 있다.' - 아리스토텔레스

 

 

 

 

3장 연금술에서 화학으로

ㆍ과학 혁명은 자연 세계를 바라보는 세 가지 다른 방법들 사이의 전쟁이다. 그 세 가지는 아리스토텔레스주의, 마술주의 그리고 기계주의인데, 이 세 가지 모두 그리스 시대나 헬레니즘 시대로부터 유래하였다. 최종적으로는 기계주의 철학이 승리하였으며, 이로 인해 근대 과학이 탄생하였다. 

 

ㆍ보일은 '왜' 화학반응이 일어나는가에서 '어떻게' 화학반응이 일어나는가로 이론적 추론의 강조점을 옮겼다. 

 

ㆍ'진공은 불가능하다.' - 아리스토텔레스

 

 

 

4장 플로지스톤과 기체 화학

ㆍ금속이 가열 산화되면 무게가 증가한다. 금속을 가열하면 고체의 무게가 증가한다. 

 

 

5장 라부아지에와 근대 화학의 탄생

ㆍ구식 생각들을 치워내고 화학 사상에 혁명을 가져오는 데 중요한 역할을 한 사람은 라부아지에였다. 

 

ㆍ라부아지에는 1789년에 <화학개론>을 발간하였다. 이는 화학의 역사에서 기념비적인 책이며 역학 분야에서의 뉴턴의 <프린키피아>만큼이나 중요하다. <화학개론>에서 라부아지에는 실험적 증거의 중요성을 강조하였으며 그런 증거에 의해서 지지될 수 없는 생각들을 화학에서 제거할 것을 강조하였다. 

 

ㆍ1789년은 <화학개론>이 발간된 해이며, 동시에 프랑스 혁명이 시작된 해이다. 라부아지에는 공포정치에 의해서 목숨을 잃었다. 하지만 라부아지에는 과학자가 국가에 봉사할 수 있다는 것을 증명하였다. 

 

 

 

6장 화학 원자

 

 

 

7장 전기화학과 이중설

ㆍ데이비는 화학적 친화력의 본성이 전기적일 수 있다는 것을 알아차렸다. 

 

8장 유기화학의 성립

 

9장 칼스루헤 회의와 그 여파

10장 1860년 이후의 유기화학

 

ㆍ'물리적 위치를 나타내는 것이 아니라 단지 원자의 화학적 위치만을 나타낸다.' - 브라운

 

11장 원자구조, 방사화학 그리고 화학결합

 

 

12장 무기화학

ㆍ1860년 이후의 탄소화학의 빠른 발달과 함께, 화학은 유기와 무기의 전문화로 갈라졌으며 19세기 말에는 제3의 분야로 물리화학인 등장하기 시작했다. 

 

ㆍ금속-탄소 결합을 함유하는 화합물과 관련된 유기금속화학 분야도 1940년대 이후로 크게 확장되었다. 

 

 

13장 물리화학

ㆍ라부아지에와 라플라스는 '호흡이 연소의 일종'이라는 결론을 내리게 된 실행을 수행하였다. 앞서 라부아지에는 호흡에서 산소가 고정공기(이산화탄소)로 전환된다는 것을 보여주었었다. 그는 동물이 호흡 과정 동안 폐에서 열을 방출하여 주위보다 더 높은 온도로 체온을 유지할 수 있다고 생각하였으며, 호흡 과정은 숯이 연소하면서 산소가 고정공기로 전환되는 동안 일어나는 열의 발생과 비슷하다고 믿었다. 

 

 

14장 분석화학

ㆍ건식과 습식 분석

ㆍ적정 분석

ㆍ크로마토그래피법

ㆍ광학적 방법

ㆍ전기적 분석

 

ㆍ표준화될 수 있는 분석방법이 필요하였으며, 다양한 산업 분야에서도 필요성이 생겨났다. 

 

ㆍ19세기 분석 화학이 대중에게 주목을 받기 시작한 분야 중 하나는 과자류에서 유독 색소를 검출하는 분야였다. 

 

 

15장 화학과 사회

ㆍ18세기 후반 화학은 단순한 의학의 부속물이 아니라 독자적으로 교육되기 시작하였다. 

 

ㆍ중합체 화합물들의 가장 친숙한 응용물은 플라스틱과 섬유다. 플라스틱은 제2차 세계대전 후 대량으로 제조되었지만 플라스틱 공업은 19세기부터 시작된 것이었다. 최초로 사용된 플라스틱 물질은 천연물질들이거나 그것들을 변형한 것이었다. 

 

ㆍ1930년대 '중합채 poly' 시대의 출발을 기록하였다. 

 

ㆍ현대의 유기화학공업은 흔히 석유화학공업이라고 부른다. 

 

ㆍ사람이 이용한 최초의 화학반응은 연소반응이었다. 연료 연소의 생성물 중 하나인 이산화탄소가 지구의 장래에 위협이 될 수 있는 원인이라는 것은 뜻밖의 일이다. - 그러나 절대 뒤돌아 갈 수 없다는 것만은 분명한 사실이다.