답변 내역
- 웜뱃이라는 동물은 어떤 동물인지 궁금합니다.안녕하세요.질문해주신 웜뱃은 호주와 타스마니아섬에 서식하는 유대류로, 캥거루나 코알라와 같은 무리에 속하는 동물입니다.웜뱃은 몸길이가 약 70~120cm, 체중은 20~35kg 정도로, 생각보다 크고 통통한 몸집을 가지고 있으며 다리와 꼬리가 짧고 몸이 매우 단단하며, 털이 짧고 거칠어 땅속에서 생활하기 적합합니다.또한 야행성 동물로 낮에는 땅속 굴에서 쉬고, 밤에 나와서 먹이를 찾는데요 주로 풀, 뿌리, 나무껍질 등 식물을 먹는 초식성 동물입니다. 앞니가 끊임없이 자라서 딱딱한 식물도 잘 갉을 수 있으며, 이 때문에 외형이 설치류(와 비슷하게 느껴지기도 합니다.이러한 웜뱃은 매우 강력한 앞발과 발톱으로 깊은 굴을 파며 생활하며 길이가 20~30m에 달하는 복잡한 굴을 만들기도 하고, 이 굴 안에서 기온을 일정하게 유지하여 더운 여름이나 추운 겨울에도 비교적 안정적으로 지낼 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.2200
- 겨울철 자동차 유리창에 생긴 성에가 따뜻한 바람에 의해 사라지는 원리는?안녕하세요.겨울철 자동차 유리창에 생긴 성에가 따뜻한 바람에 의해 사라지는 현상은 고체 상태의 물이 기체로 바로 변하는 승화과정 때문입니다.겨울철에 유리창 표면 온도가 낮으면 공기 중의 수증기가 응결하여 고체 상태로 바로 달라붙으며 이것이 바로 성에인데요 즉, 성에는 고체 상태의 물 분자들이 규칙적으로 배열된 수소 결합 구조를 이룹니다.따뜻한 바람이 유리창에 닿으면, 공기 분자들이 빠르게 움직이면서 성에 표면에 열 에너지를 전달하고 이 열 에너지는 성에 속의 물 분자들에게 전달되어 융해, 승화가 나타나며 자동차 유리창에서는 두 과정이 동시에 일어나기도 합니다.또한 온도가 올라가면 분자 운동 에너지가 증가하는데요 따뜻한 바람이 불면 물 분자들이 더 활발하게 진동하고 고체 상태에서 서로를 단단히 묶고 있던 수소 결합이 끊어지면서 분자들이 자유롭게 움직일 수 있게 됩니다. 이 과정에서 고체 → 액체 → 기체로 갈수록 분자 운동 에너지가 점점 커지고, 상호 간 인력은 약해집니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2200
- 고등학교 화학 궁금증 질문드려요오.안녕하세요.2n² 법칙은 “최대로 들어갈 수 있는 전자 수”를 말하고, 2-8-8은 “실제 에너지 순서에 따라 채워지는 전자 수”를 단순하게 표현한 것입니다.중학교 수준에서는 복잡한 d오비탈, f오비탈을 생략했기 때문에 M껍질(3번째 껍질)에 들어갈 수 있는 18개 중 실제로는 8개까지만 채운 뒤 4번째 껍질로 넘어가게 그린 것입니다.고등학교 화학에서는 껍질 대신 오비탈이라는 개념으로 더 정확히 설명하는데요 이때 오비탈은 전자가 있을 확률이 높은 공간이고, 하나의 껍질은 여러 종류의 오비탈로 구성됩니다.껍질 (n) 포함된 오비탈 최대 전자 수1 1s 22 2s, 2p 83 3s, 3p, 3d 184 4s, 4p, 4d, 4f 32이라고 표현할 수 있으며, 그런데 여기서 오비탈의 에너지가 껍질 번호 순서대로 채워지지 않습니다. 에너지가 낮은 순서대로 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → ...로 채워지며 이게 바로 오비탈 채움 순서인 Aufbau 원리입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.225.01명 평가10
- 고민해결 완료100
- Ca에서의 전자배치와 오비탈 개념 설명안녕하세요.질문주신 것처럼 껍질별 최대 전자 수(K=2, L=8, M=18...) 규칙과 실제 전자 배치 순서가 다른 이유는 오비탈의 에너지 준위가 단순히 껍질 번호(n)로만 결정되지 않기 때문입니다.각 껍질은 주양자수로 구분되며, 그 안에는 오비탈 종류에 따라 s, p, d, f가 들어 있는데요 M껍질 자체로는 최대 18개까지 전자를 가질 수 있습니다. 하지만 실제로 칼슘(Ca, 원자번호 20)의 전자 배치를 보면 3d를 채우지 않고 4s부터 채우는데 여기서 핵심은 에너지 준위의 상대적인 높낮이입니다.오비탈의 에너지는 주양자수(n)뿐 아니라, 부양자수(l) 에도 영향을 받는데요 즉, n이 같더라도 s, p, d 오비탈의 에너지가 서로 다릅니다. 예를 들어, 실제 에너지 순서는 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s ...순으로 나타나며 이것이 바로 우리가 오비탈 채워 넣기 순서(Aufbau 원리) 라고 부르는 규칙입니다. 이를 “n+l 규칙”으로 표현되기도 하는데, n+l 값이 작은 오비탈이 먼저 채워지고, 같을 경우 n이 작은 오비탈이 먼저 채워지며 따라서 3d(=M껍질) 을 다 채우기 전에 4s(=N껍질) 을 먼저 채우게 됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.225.01명 평가10
- 지식 레벨업100
- 니켈에서 오비탈 개념 설명 해주세요오.안녕하세요.네, 질문해주신 것과 같이 니켈(Ni, 원자번호 28)의 전자 배치는 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸ 인데요, 오비탈은 단순히 껍질 번호 순서대로 에너지가 높아지는 것이 아니라, 전자의 위치와 핵으로부터의 평균 거리, 차폐 효과, 전자 간 반발 등에 의해 에너지 준위가 달라집니다.이때 3d 오비탈은 주양자수 n=3이지만, d오비탈의 전자들은 핵으로부터 평균 거리가 더 크고,다른 전자들의 차폐 효과를 많이 받습니다. 반면 4s 오비탈은 n=4지만, 핵에 더 가까이 침투하여 실제로 핵의 인력을 더 강하게 받습니다. 따라서, 원자가 형성되기 전에서는 4s 오비탈의 에너지가 3d보다 약간 더 낮아서 4s가 먼저 채워집니다.하지만 전자가 다 채워지고 나면 에너지 관계가 바뀌는데요 니켈처럼 d오비탈에 전자가 들어가기 시작하면, d오비탈 전자들 간의 반발과 차폐가 달라져서 3d 오비탈의 에너지가 점차 낮아집니다. 그래서 이온화될 때는 4s 전자가 먼저 빠져나옵니다. 즉, 전자 채워질 때는 4s가 3d보다 에너지가 낮아서 먼저 채워지고 전자 빠질 때는 4s가 3d보다 에너지가 높아서 먼저 빠지는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.225.01명 평가00
- 흙탕물에 가루를 넣으면 먹을 수 있는 물이 되는 신기한 가루가 있던데 그게뭔가요??안녕하세요.유튜브에서 보신 흙탕물에 가루를 넣으면 맑아지는 장면은 응집, 정화과정을 보여주는 것인데요 그 가루는 일반적으로 응집제라고 불리며, 대표적인 예로 폴리염화알루미늄(PAC), 황산알루미늄(명반, alum), 그리고 최근에는 모링가 씨앗 가루 등을 들 수 있습니다. 이러한 물질들은 화학적 작용을 통해 부유물질을 서로 엉기게 만들어 가라앉게 하는 역할을 합니다.우선 흙탕물 속의 흙 입자, 점토, 유기물은 매우 미세하여 물속에서 음전하(-) 를 띠고 있는데요, 이 음전하들끼리는 서로 정전기적 반발력 때문에 잘 달라붙지 못하고 부유 상태로 남아 탁하게 보입니다. 그런데 응집제를 넣으면, 예를 들어 Al³⁺ 같은 양전하를 가진 이온이 물에 녹으면서음전하를 띤 입자들과 결합하여 전하를 중화시킵니다. 이때 전하가 중화된 입자들은 더 이상 서로 밀어내지 못하고 서로 엉겨 붙어 큰 덩어리를 형성하며 이 덩어리는 무거워져서 바닥으로 가라앉게 되며, 그 위에는 비교적 맑은 물이 남게 되는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2200
- 겨울철 손난로를 흔들게 되면 열이 발생하면서 따뜻해지는 원리는?안녕하세요.질문해주신 것과 같이 겨울철에 사용하는 핫팩은 흔들면 따뜻해지는 대표적인 산화 발열 반응인데요, 이 현상은 주로 철(Fe) 이 산소(O₂) 와 반응하여 산화철(Fe₂O₃) 을 형성할 때 방출되는 열에너지 때문입니다. 손난로 속에는 다음과 같은 성분들이 들어 있습니다. 철 분말 (Fe), 소금 (NaCl), 활성탄, 질석, 소량의 물(H₂O)이 들어있는데요, 손난로를 흔드는 행위는 내부의 철 분말이 산소와 골고루 접촉하도록 섞는 과정입니다. 이때 공기 중의 산소가 철과 반응하기 시작하면서 산화철이 생성되고 열이 방출되는 것입니다.즉, 철(Fe)이 산소(O₂)에 의해 산화되어 삼산화이철(Fe₂O₃) 이 형성되며, 이 과정에서 결합 형성 에너지가 방출되어 열이 발생합니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2200
- 금속 숟가락을 뜨거운 물에 넣으면 빠르게 뜨거워지지만, 나무 젓가락은 그렇지 않은 이유는?안녕하세요.금속 숟가락은 뜨거운 물에 닿자마자 빠르게 뜨거워지지만, 나무 젓가락은 그렇지 않은 이유는열전도율의 차이 때문입니다.금속은 금속 결합으로 이루어진 물질이며 금속 결합에서는 금속 원자들이 양이온이 되어 규칙적으로 배열되어 있고, 그 주위에 자유롭게 움직이는 전자가 전자 바다처럼 퍼져 있는데요, 이러한 자유 전자는 전하뿐 아니라 열에너지도 빠르게 전달할 수 있습니다. 즉, 금속에서는 전자가 자유롭게 움직이면서 열을 매우 빠르게 전달하므로, 숟가락 전체가 단시간에 뜨거워집니다.반면에 나무는 주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 비금속성 유기 고분자로 이루어져 있는데요 이들은 공유 결합으로 연결되어 있으며, 전자가 각 원자 사이의 결합에 고정되어 있어서 자유 전자가 존재하지 않습니다. 따라서 전자 이동에 의한 열의 전달이 거의 일어나지 않고, 열은 분자 진동의 형태로만 느리게 전달됩니다. 이때 나무는 전자가 자유롭지 않기 때문에 열전도율이 매우 낮은 단열재 역할을 합니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2200
- 계란을 삶아 흰자가 단단해지는 과정에서 화학 결합의 변화는?안녕하세요.계란을 삶을 때 흰자가 단단해지는 현상은 단백질의 변성과 응고과정으로 설명할 수 있는데요,평상시에는 결합들이 유지되어 단백질이 수용액 속에서 풀려 있는 유연한 상태를 유지합니다.다만 계란을 가열하면 열에너지가 단백질에 전달되어, 그 내부의 비공유적 결합인 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 등이 끊어지게 됩니다.이로 인해 단백질이 원래의 3차 구조를 잃고 사슬이 풀려 버리는 현상이 일어나는데, 이를 단백질의 변성이라고 합니다. 이때 열로 인해 분자 진동 증가하고 수소 결합 및 이온 결합이 파괴되며 단백질이 풀리며 구조가 불안정해지고, 원래의 생리적 기능을 잃게 되는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2200
- 빨래를 널 때 햇빛을 받으면 더 빨리 마르는 이유는 무엇인가요?안녕하세요.빨래가 햇빛을 받을 때나 바람이 불 때 더 빨리 마르는 현상은 물 분자의 증발과 관련된 에너지 변화 및 분자 간 인력의 끊어짐 때문인데요, 물은 수소 결합으로 강하게 결합된 극성 분자이므로, 액체 상태에서 증발하려면 이 결합을 끊어야 합니다. 즉, 물 분자가 증발하려면 주변 분자들로부터 수소 결합을 끊을 만큼의 에너지를 얻어야 하는데, 햇빛은 이 에너지를 제공합니다. 열에너지가 증가로 인해 물 분자 운동이 빨라지고 수소 결합이 끊어질 확률 증가하여 기체 상태로 증발하는 것이며, 따라서 햇빛을 받을수록 더 많은 분자가 결합을 끊고 공기 중으로 탈출하여 건조 속도가 빨라집니다.또한 증발이 일어나는 표면 근처에는 시간이 지나면서 물 분자가 공기 중으로 빠져나가 수증기가 포화된 얇은 층이 형성되며 이 층은 일종의 습한 막으로 작용하여, 더 이상 물이 증발하지 않게 방해합니다. 그러나 바람이 불면 이 포화된 공기층이 계속 제거되고, 그 자리에 건조한 공기가 새로 공급됩니다. 그 결과, 물 분자는 농도 구배에 의해 다시 기체 상태로 확산될 수 있게 되어, 증발 속도가 지속적으로 유지되는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2200