안녕하세요. 전문가 김찬우 입니다.
화학
Q. 알칼리 금속과 할로젠이 서로 쉽게 반응하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.알칼리 금속인 1족과 할로젠 화합물인 17족의 경우 주기율표의 서로 반대편이 있는 물질들 입니다.반대편에 있다는 말은 성질이 완전 반대라는 의미이기도 한데 1족의 경우 최외각 전자에 전자를 1개만 가지고 있어 전자를 하나 잃어 양이온이 되기 쉬운 물질이고 반면 할로젠 원소는 최외각 전자가 7개로 1개만 얻으면 안정되려는 상태를 가지고 있습니다.이런 상태는 서로 상호보완적인 부분이 정확하게 들어맞기 때문에 반응 매커니즘이 아주 안정적으로 발생하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 주기적 성질 중 이온화 에너지와 전기음성도의 변화 경향은 서로 어떤 연관성을 가지나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.반응을 위해 전자를 잃어버리는 이온화 에너지와 원자핵이 전자를 당기는 전기음성도는 주기율표 상에서 경향성을 가집니다. 주기율표, 말그대로 비슷한 성질을 가진 물질들을 모아놓은 표기에 이온화 에너지와 전기음성도 역시도 비슷한 성질을 가지고 있습니다.같은 주기 내에서는 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 이온화 에너지와 전기음성도는 증가합니다.같은 족에서는 위에서 아래로 내려갈수록 이온화에너지와 전기음성도는 감소합니다.해당 힘 모두 원자핵이 최외각 전자에 미치는 힘에 의해 결정되기에 주기율표의 성질과 일치하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 주기율표에서 불활성 기체가 가장 안정한 화학적 성질을 보임에도 결합을 하는 경우는 왜 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.주기율표의 18족 원소들은 불활성 기체라고 하여 아시다시피 최외각 전자를 전부 충족하여 아주 안정된 상태를 띄고 있습니다.하지만 그럼에도 이러한 불활성 기체들도 반응을 하긴 합니다. 항상 반응을 하는 것은 아니고 특정한 상황에서 반응이 일어나곤 합니다.불활성 기체들 중에서도 주기율표의 아래로 내려갈수록 전자 껍질수가 증가하게 되는데 자연스럽게 원자의 반지름도 커지게 됩니다. 이러한 커진 반지름 때문의 내부의 원자핵에서 바깥쪽 전자까지의 거리가 멀어지기 때문에 양전하의 힘이 떨어지게 됩니다. 이를 전자의 가리움 효과 라고 합니다.이러한 가리움 효과로 체외각 전자가 핵으로 부터 받는 인력이 줄어들기 때문에 이온화 에너지도 줄어들게 됩니다. 그래고 비활성 기체 중 Xe 제논 이나 Rn 라돈의 경우는 이온화 에너지가 낮아져 전자를 강하게 잡아당기는 힘을 가진 F 플루오린과 반응이 일어나곤 합니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
재료공학
Q. 지속가능한 천연소재라는 것은 어떤 소재를 말하는 건가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.의복에 사용되는 소재의 주원료는 크게 천연섬유와 합성섬유로 나뉩니다. 천연의 경우 면, 마, 실크와 같은 자연에서 얻은 재료이고 합성섬유의 경우는 나일론, 폴리에스터 와 같은 재료들입니다.합성 섬유의 경우는 석유의 부산물로부터 만들어지는 것들이 쉽게 말하면 플라스틱과 같습니다. 썩지 않고 지속적으로 잘게 분해되어 미세플라스틱을 만들고 옷을 만드는데 사용된 염료나 화학물질들은 환경을 오염시킵니다.지속가능한 천연소재 란 말은 사실 천연소재 자체를 말하는 것 입니다. 천연 소재는 자연에서 얻어지기에 대량 생산은 어려우나 사용 후 매립할 경우 분해가 가능하기 때문에 이런 재료들이야말로 지속가능하게 쓰일 수가 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 핵분열(fission)과 핵융합(fusion)은 어떤 차이를 가지며, 에너지 방출량은 왜 큰 차이가 나나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.핵분열과 핵융합의 차이가 원자폭탄과 수소폭탄의 차이와 같습니다.핵분열이 원자폭탄의 원리이고 핵융합이 수소폭탄의 원리이기 때문입니다.핵분열은 무거운 원자핵에 중성자를 충돌시켜 일어나는 연쇄반응이고 핵융합은 가벼운 원자핵들이 합쳐져서 더 무거운 원자핵으로 변화할때 만들어지는 에너지를 활용하게 됩니다.핵융합 반응이 핵분열 반응보다 에너지가 큰 이유는 핵자당 결합 에너지 곡선의 기울기 때문입니다. 해당 에너지는 핵자와 양성자가 결합하는데 필요한 에너지로 이 값이 클수록 원자핵이 안정합니다.핵분열은 핵자수가 235인 우라늄이 쪼개질때 이고 핵융합은 핵자수가 2~3인 수소 동위원소들이 합쳐져서 헬륨을 만들때의 에너지 인데 수소 동위원소의 기울기가 훨씬 크기 때문입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 우라늄의 핵분열 반응의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.우라늄의 백분열은 우라늄-235의 원자핵이 중성자를 흡수할 때 분안정해지면서 두개로 쪼개어지는데 이때 발생하는 에너지를 발전에 사용하게 됩니다.우라늄-235 의 원자핵에 중성자를 충돌시키면 원자핵은 불안정한 상태가 되는데 이때 2~3개의 중성자와 새로운 원자핵으로 쪼개어 집니다. 이때 발생하는 중성자가 주변의 원자핵을 또 충돌하기에 연쇄반응이 일어나는데 이때 엄청난 에너지가 발생합니다. 이 중성자의 연쇄반응을 조절하는데 원자력 발전의 핵심 기술 입니다.핵분열 반응 후 나오는 중성자의 속도 및 방향을 조절하는 것이 핵심인데 이를 가속제나 제어봉을 사용하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 방사성 동위원소의 반감기(half-life)는 어떤 원리로 정의되며, 이를 통해 물질의 양을 어떻게 계산할 수 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.방사성 동위원소의 반감기는 원자핵이 붕귀하여 안정된 상태로 변하는데 걸리는 시간 입니다. 원자의 질량이 반으로 줄어들때의 시간이 규칙적인데 이를 활용하여 물질의 양이 언제 얼마나 줄어들지 예측할 수 있습니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 배위화합물에서 기하 이성질체는 시스와 트랜스 이외에는 없는 것인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.실제로 있습니다. 배위결합에서 보통 시스와 트랜스 구조를 배우지만 실제로 대학교에서는 시스와 트랜스 구조 외에 fac 과 mer 의 구조도 배우게 됩니다.이는 시스와 트렌스 구조가 같은 종류의 리간드들이 서로 마주보거나 가까운 위치에 있을 때 만들어진다면 팩과 머는 같은 종류의 세가지 리간드가 팔면체 속에 존재할때 만들어져서 시스와 트랜스 구조보다 복잡합니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 수소 폭탄의 원리에 사용되는 핵융합 반응과 원자 폭탄의 핵분열 반응의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.저도 한때 수소폭탄과 원자폭탄의 차이가 궁금해서 찾아본적이 있습니다.공통점은 둘다 핵반응을 사용해서 만들어진 폭탄이긴 하지만 근본 원리와 부산물이 다릅니다.원자폭탄의 경우는 무거운 원자핵에 중성자를 충돌시켜 이 원자핵이 부숴지면서 만들어지는 연쇄적인 에너지를 사용하는 폭탄입니다. 원료는 우라늄과 플루토늄 입니다.수소폭탄의 경우는 핵융합 원리를 사용하는데 가벼운 원자핵들이 높은 온도와 압력에서 서로 합쳐지면서 더 무거운 원자핵으로 만들어질때의 에너지를 폭탄에 사용합니다.수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소를 사용하는데 초고온/고압 상태에서 헬륨이 만들어지면서 줄어든 질량만큼의 에너지가 발생합니다. 초고온 초고압의 환경을 만들기 위해 원자폭탄을 사용하기에, 원자폭탄보다 수소폭탄이 훨씬 강력하며 방사성 물질은 상대적으로 덜 만들어지게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학공학
Q. 수산화나트륨 파마약에 들어간다고 하는데
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.파아가 안전하냐 하지 않냐 라고 물어보시면 두피와 모발에 영향을 끼치기 때문에 위험한 부분은 있다 라고 말씀드릴 수 있습니다.일단 파마약에도 수산화 나트륨이 거의 들어가지 않지만 들어간 제품도 있긴 합니다. 하지만 아주 소량으로 들어가기에 모발과 두피에 끼치는 영향을 거의 없을 정도 입니다.국내에서 판매되는 제품의 경우 국내산이건 수입산이건 식약처의 허가를 받고 판매가 되기 때문에 인체 유해성은 검증된 상태라 안전하게 사용하실 수 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)