SF / 과학 포럼
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
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중3 물질의 변화 배우는 중에 갑자기 궁금해지는게..
혼합물과 화합물은 '두 가지 이상의 물질이 ~~~ 된 물질' 이잖아요.
그럼 원자는 물질이 아닌건가요?
애초부터 자연적으로 원자 상태로 존재하는 무언가가 있는지도 모르겠으나 상식적으론 그런 게 있을리 없겠고..
세상에 원자로만 다니는 무언가는 없겠죠? (예를들어 산소 원자 하나가 그냥 성질도 없이 그냥 있는거...) 적어도 분자 단위로 있는거죠?
왜 원자는 분자로 될 때만 특정한 성질이 생기고, 꼭 붙어 다니는지도 궁금하군요 ㄷㄷ 원자 내부에 있는게 어찌 되기라도 하는건가;;
정리해서
1. 원자나 원소는 물질이 아닌가요? (물질의 정의나 원소,원자,분자와 관련해 설명하면 좋겠음)
2. 성질없이 하나의 원자로만 다니는 무언가가 존재하나요? (상식적으론 있을리가 없는듯 하지만 ㄷㄷ;)
2-1. 원자로만 다니는 무언가가 없다면 왜 원자는 항상 두 개 이상 붙어 다니며 그렇게 붙었을 때에 특정한 성질이 생기나요?
(추가) 3. 화학 변화 시에 원자의 질량, 분자의 질량은 변하나요? 물리 변화시엔 변히지 않는다고 언급 됬지만 화학 변화는 언급되지 않아서요.. 설명도없고
(추가) 4. 균일 혼합물은 불균일 혼합물과 달리 성분 물질의 비율, 물질의 특성이 일정한가요? 역시 교재에 자세한 설명이 없이 막연하게 써놔서;;
(추가)5. 화학 변화 시 '기체 발생/앙금 생성/색깔,냄새 변화/빛,열 발생' 이라는 현상이 자주 나타난다는데요. 물리 변화 시 이런 현상이 나타나는 게 뭐가 있나요?
답변 부탁 드립니다..
모르는 길을 적극적으로 찾는 모습이 보기 좋군요. ^^
대부분 겟우님이 잘 설명해 주셨으니 저는 약간 보충 설명만...
단원자 분자, 즉 원자 하나로 이루어진 분자가 있습니다. 불활성기체가 대표적이죠.
불활성기체는 헬륨He이나 아르곤Ar, 네온Ne 따위의 18족(8족으로 배우나요?)을 말합니다.
좀 생소한 원소들인가요? 하지만 일상 생활에서 자주 볼 수 있는 물질들입니다.
헬륨 같은 경우는 잘 알지도 모르겠지만 비행선에서 안에 충전용 기체로 사용하죠.
아니면 헬륨을 흡입해서 목소리가 변하는 방송 프로그램을 본 적이 있으실지도 모르겠네요. ^^
아르곤은 요즘엔 잘 안 보일 수도 있는 백열 전구 안에 충전하는 기체입니다.
네온은 정말 자주 보실 텐데, 네온 사인에 들어가는 기체입니다. 그 중에 붉은 색 네온 사인에 쓰이죠.
위키백과의 비활성 기체(불활성 기체) 항목을 참고해 보시면 더 자세히 아실 수 있습니다. ^^
참고 : 비활성 기체
조금 보충을 한다면...
2-1 원자에는 정확하지는 않지만 '원자손'이라는 개념이 있습니다. 그 원자가 몇개의 다른 원자와 결합할 수 있느냐는 것인데요(정확히 말하자면 전자궤도까지 들어가지만 이것은 고등학교 이후에 배우기 때문에...^^) 수소는 1개, 산소는 2개, 질소는 3개, 탄소는 4개의 원자손을 가지고 있습니다. 즉 물의 경우를 생각해보면 산소가 가지고 있는 원자손 2개는 수소 2개와 연결됩니다. 수소가 가지고 있는 원자손 하나는 산소와 연결되어 산소 하나에 수소 2개라는 물분자가 완성되죠.
이렇게 원자의 원자손은 항상 자신외의 다른 무엇인가 잡고 있어야 안정됩니다. 즉 수소분자는 수소원자끼리 마주잡은 모습이고 직소분자는 질소원자끼리 세 손을 맞잡은 모습입니다. 그러므로 대부분의 기체분자들은 둘씩 짝짓게 되죠.
단 비활성기체일 경우에는 원자손이 없습니다. 즉 그들은 짝지을 필요 없이 혼자서도 안정화된 상태입니다.
3. 상대성이론을 생각해보면 되죠. 질량과 에너지는 변환될 수 있습니다.
산소와 수소가 결합해서 물이 될때 상당한 양의 열(에너지)이 나오죠. 이 열은 산소와 수소가 결합하며 질량이 결손되어 나오는 것입니다. 반대로 전기분해를 한다면 전기에너지가 질량으로 바뀝니다. 즐 물의질량 < 산소질량+수소질량입니다.
다만 핵반응에 비해 에너지가 매우 작기에 그 변화를 측정할 수 없는 것이죠.
5. 억지로 말하자면...
앙금생성 - 마찰에 의해 갈린 가루가 가라앉는 것
빛/열 발생 - 부싯돌을 마찰시킬때 불꽃이 튀는 것
정도...
다만 저런 것을 '물리반응'이라고 할 수 있을지는 모르겠군요..






폭주_고양이
1. 원소, 원자, 분자와 관련해서 설명할 것 없이...물체를 구성하는 것은 다 물질로 보시면 간단합니다. 괜히 분류해서 설명하면 머리만 아프죠.
2. 있습니다. 단원자분자라는 것이지요. 이런 물질은 분자화합하지 않기 때문에 원자 하나로 돌아다니고 고유의 성질도 있습니다. (참고로 매우 가혹한 환경-초고압, 초고열-에서는 많은 종류의 원자가 단원자분자가 되지요.)
2-1. 있으니까 패스...
3. 예. 변합니다. 화합도 화학변화의 일종이고...분자를 구성하는 원자의 수나 종류가 달라지기 때문에 분자의 질량도 달라지죠. 원자는 일반적인 화학변화의 최종단계에 있는 물질입니다. 화학변화에 의한 질량이나 성질변화는 없습니다.(하지만 핵반응이라는 물리에서 배우는 애매한 것이 있기는 합니다. 모종의 이유로 중성자가 원자핵에 콕 박히거나 원자핵이 분열 혹은 융합해서 다른 원자가 되는 경우가 있지요. 이런 경우는 원자의 질량도 변합니다. 요건 지금은 모르셔도 되겠지요?)
4. 예. 그래서 균일혼합물이라고 하지요. (하지만 엄밀히 따지면...일정한 단어(공기나 바닷물같은)로는 균일혼합물이란 것을 정의할 수 없습니다. 요것도 지금은 모르셔도 되겠지요?)
5. 없습니다. 있다고 느껴지는 것이 있다면 물리변화중에 발생하는 화학변화일 뿐입니다.