답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.멘델레예프는 최초의 주기율표를 만들어서 현대 주기율표가 나오기까지 기틀을 만든 주기율표의 아버지와도 같은 사람입니다. 멘델레예프는 당시 알려져 있던 63종의 원소를 원자량이 증가하는 순서로 배열했습니다. 단순히 원자량 순서만 고집하지 않고, 화학적 성질이 유사한 원소들이 같은 세로줄에 오도록 배치했습니다.​더욱 대단한 것은 원자량 순서대로 배치했을 때 다음 원소와 화학적 성질이 맞지 않으면, 원자량 순서를 건너뛰고 아직 발견되지 않은 원소가 존재할 것이라 판단하여 자리를 빈칸으로 남겨두었습니다.멘델레예프는 빈칸에 들어갈 원소의 존재뿐만 아니라 원자량, 밀도, 녹는점, 반응성 등을 매우 구체적으로 물리량을 예측했습니다. 이후 갈륨, 게르마늄, 스칸듐 등이 실제로 발견되고 멘델레예프의 예측과 거의 일치함이 증명되면서 주기율표의 신뢰성이 폭발적으로 높아졌습니다.멘델레예프의 주기율표는 원자량을 기준으로 삼아 약간의 모순과 빈자리가 있었지만 미발견 원소를 예측해 낸 화학사의 위대한 전환점이었으며, 현대 주기율표는 이를 원자 번호(양성자수)와 '전자 배치'를 기준으로 재정립하여 완성한 형태입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.옛날 과학자들은 물질의 구성 원소를 알아내기 위해 가장 직관적인 방법을 썼습니다. 1800년대 초, 과학자들이 물에 전기를 흘려보내는 실험을 했습니다. 물이 줄어들면서 한쪽 극에서는 수소 기체, 다른 쪽 극에서는 산소 기체가 나왔어요. 이때 나온 기체의 부피를 재보니 수소 기체가 산소 기체보다 정확히 2배 더 많이 나왔습니다. 이번엔 반대로 수소 기체 2와 산소 기체 1을 섞은 뒤 불꽃을 튀겨주었더니, 펑 하는 소리와 함께 다시 물방울이 생성되는 것을 확인했습니다.요즘은 물처럼 일일이 전기로 쪼개지 않아도, 첨단 장비를 이용해 성분을 훨씬 빠르고 정확하게 알아냅니다.분광 분석법은 ​원소마다 열이나 에너지를 받으면 자신만의 고유한 빛을 뿜어냅니다. 이 빛을 분산시켜 무지개처럼 펼쳐보면 선 모양의 띠가 나타나는데, 이 선의 위치와 개수가 원소마다 전부 다릅니다. 사람의 지문처럼 작동해서, 물질에 어떤 원소가 들어있는지 100% 식별할 수 있습니다.질량분석법은 ​물질의 입자들을 전기를 띤 상태로 만든 뒤, 자기장이 흐르는 공간으로 강하게 날려 보냅니다. 꺾이는 정도를 측정해서 원자의 정확한 질량를 재고, 그 무게를 통해 원소를 찾아냅니다.이외에도 금속원소나 금속원소를 포함하는 물질은 나트륨 노란색, 칼륨 보라색, 구리 청록색 등 고유의 불꽃색을 나타내는데, 이 불꾳색으로 원소를 확인합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.광학이성질체는 분자식도 같고 원자 간의 결합 순서도 완전히 똑같은데, 단지 왼손과 오른손처럼 입체 구조만 거울에 비춘 관계일 뿐이죠. ​결론부터 말씀드리면, 비카이랄 환경에서는 두 분자의 물리·화학적 성질이 100% 동일합니다. 하지만 카이랄 환경과 만나는 순간 완전히 다른 성질을 드러냅니다.광학이성질체 분자 자체는 거울상일 뿐이지만, 이 분자가 결합하고 반응해야 하는 환경이 특정 방향성을 갖고 있다면 두 이성질체의 반응 결과는 완전히 달라집니다. 그 에로 생명체를 구성하는 단백질(효소, 수용체 등)은 모두 L-형 아미노산으로 이루어져 있고, DNA와 RNA는 D-형 당 성분으로 이루어져 있습니다. 즉, 우리 몸의 모든 수용체은 한쪽 방향으로만 맞게 설계되어 있습니다.탈리도마이드는 ​1950년대 임산부의 입덧 치료제로 판매되었던 약물입니다. ​화학적으로 합성할 때 두 이성질체가 1:1 비율로 섞여 나오는 바람에 수많은 기형아가 태어나는 의학 역사상 가장 큰 비극이 발생했습니다. 이 사건 이후 신약 개발 시 광학이성질체의 분리 및 검증이 법적으로 의무화되었습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.기체 방전관은 진공에 가까운 상태의 밀폐된 관에 특정 기체를 채운 뒤, 고전압을 가해 전류가 흐르면서 빛을 발산하게 만든 장치입니다. 어두운 밤거리를 화려하게 밝히는 네온사인부터 전자기기 보호용 부품까지 폭넓게 이묭되고 있습니다.​기체 방전관은 ​밀폐 유리관 내부를 진공에 가깝게 비운 뒤, 목적에 맞는 기체를 낮은 기압 상태로 주입한 용기입니다. 관의 양 끝에 위치하며, 전압을 걸어주기 위한 음극(-)과 양극(+) 전극이 설치되어 있습니다. 그리고 네온, 아르곤, 크세논과 같은 비활성 기체나 수은, 나트륨 등의 금속 증기가 주로 사용됩니다.​기체는 평소에 전기가 통하지 않는 절연체지만, 높은 전압을 가하면 전기적으로 활성화되어 빛을 내게 됩니다. 방출되는 빛의 파장은 기체의 원자 구조에 따라 결정됩니다. 따라서 어떤 기체를 넣느냐에 따라 발색되는 빛의 색상이 달라집니다.이러한 발광 원리는 충전하는 기체의 종류에 따라 색상이 달라지므로 네온사인, 형광등, 크세논 램프 등 다양한 조명 기구에 폭넓게 활용됩니다. 또한 고전압이 들어왔을 때 순간적으로 전류를 통하게 하는 특성을 이용해 낙뢰로부터 회로를 보호하는 서지 보호기나 방사선 감지 센서 등 산업용 장비에도 중요한 부품으로 쓰입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.방부제라는 과게에 사용했던 단어이고 현재 식품 분야에서는 공식적으로 보존료라고 부르는데, 사실 알고 보면 식중독 위험으로부터 우리를 지켜주는 고마운 역할과 건강상의 우려라는 동시성을 갖고 있습니다.식품 ​​보존료의 핵심 기능은 세균, 곰팡이, 효모 등 미생물의 증식을 억제하여 식품의 부패와 변질을 늦추는 것입니다.보존료는 그 성분과 기능에 따라 곰팡이와 효모 생육을 억제하는 데 매우 효과적인 소르빈산류, 산성 식품에서 세균과 효모의 증식을 방지하는 안식향산류, 주로 곰팡이의 발생을 억제하는 프로피온산류, 보존료이자 발색제로, 치명적인 식중독균인 보툴리누스균의 증식을 억제하고 고기의 붉은색을 유지하는 아질산나트륨 등이 있습니다. 최근 화학 첨가물에 대한 우려로 자몽씨 추출물, 로즈마리 추출물, 유기산 등 식물성, 천연 항균 물질을 사용하는 비중도 점점 늘어나고 있습니다방부제의 주요 기능은 치명적인 식중독 예방과 ​유통기한 연장 및 식량 손실 방지, ​품질 및 영양 유지가 용이합니다.시중에 유통되는 식품의 보존료는 평생 매일 먹어도 안전하다고 인정되는 일일섭취허용량 기준 내에서 엄격하게 관리됩니다. 따라서 건강한 성인이 일반적인 식습관으로 섭취할 때는 큰 문제가 되지 않습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.커피는 다양한 화합물이 섞인 화학 물질 이라고 보시면 됩니다. 이 중 몸에 가장 강력한 영향을 미치는 핵심 분자는 바로 카페인과 클로로겐산 등의 폴리페놀류입니다.카페인 분자 구조는 아데노신과 매우 유사하여 카페인이 아데노신 대신 수용체에 먼저 결합하여 피로 신호를 차단합니다. 과다 섭취 시 뇌는 억지로 깨어있기 위해 수용체 수를 더 늘려버리기 때문에 같은 효과를 보려면 커피를 더 많이 마셔야 하고, 커피를 끊으면 새로 늘어난 수용체에 아데노신이 대량 결합하며 극심한 두통과 피로감이 밀려옵니다. 또한, 수면 유도 분자 메커니즘이 깨져 깊은 수면 단계에 진입하기 어려워집니다.카페인은 세포 내 신호 전달 물질을 분해하는 효소를 억제합니다. 이로 인해 심장 박동이 불규칙해지는 심장 두근거림, 손 떨림, 혈압 상승, 불안감 및 가슴 답답함이 발생합니다.커피를 과다 섭취하면 위산이 과도하게 나오면 위 점막을 자극해 속 쓰림, 위염, 위경련을 일으킵니다. 또한, 식도 하부 괄약근의 압력을 낮추어 위산이 식도로 역류하는 역류성 식도염을 유발하기 쉽습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.인공태양은 태양과 같은 반응 환경을 만들어 막대한 에너지를 얻으려는 차세대 에너지 기술입니다. 기존 원자력 발전과 반대되는 개념으로, 꿈의 에너지라 불립니다.태양은 강력한 중력 덕분에 중심부의 높은 압력과 온도에서 수소 원자핵들이 합쳐지는 수소 핵융합 반응을 일으키며 빛과 열을 냅니다.​지구는 태양만큼 중력이 크지 않기 때문에, 인위적으로 핵융합을 일으키려면 훨씬 더 많은 조건이 필요한데, 원자핵과 전자가 분리된 플라즈마 상태에서 원자핵끼리 충돌시켜야 하기 때문에 지구에서는 중력을 대신해 1억 ℃ 이상의 초고온이 필요합니다. 따라서 도넛 모양의 장치 안에 강력한 초전도 자기장을 만들어 초고온 플라즈마가 벽에 닿지 않게 공중에 띄워 가두는 방식을 주로 사용합니다.핵융합 발전이 상용화되기 위해 넘어야 할 기술적, 경제적 문제점들이 있습니다. 먼저, 1억 ℃ 이상의 플라즈마를 불안정성 없이 수십 분에서 수 시간 이상 지속해서 가두는 제어 기술이 필요하며, 열복사와 고에너지 중성자 폭격을 장기간 견딜 수 있는 내열·내방사선 신소재가 필요합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.천일염을 대나무 마디에 넣고 황토로 막아 고온에서 여러 번 구워내는 죽염은 한국의 대표적인 건강 소금입니다. ​구워지는 과정에서 소금의 불순물과 독소는 제거되고, 대나무와 황토, 소나무 장작의 유용한 미네랄 성분이 합성되어 일반 소금과는 완전히 다른 특성을 갖게 됩니다.일반 산성 소금과 달리 여러 번 구운 죽염은 약알칼리성으로 변합니다. 산성화되기 쉬운 현대인의 체질 균형을 맞추고, 체내 활성산소를 제거하는 항산화가 뛰어납니다.세균 증식을 억제하고 염증을 가라앉히는 능력이 탁월 하며 잇몸 염증, 편도선염, 피부 트러블, 위염 등의 증상을 완화하는 데 도움을 줍니다. 대나무와 황토에서 유래한 유기 유황, 칼륨, 아연, 마그네슘 등 다채로운 미네랄이 농축되어 있어 면역력 증진과 미네랄 불균형 해소에 좋습니다.죽염 치약은 칫솔에 죽염 분말이나 입자를 묻혀 잇몸을 마사지하듯 양치하면 잇몸 출혈, 풍치, 입냄새 예방에 매우 효과적입니다. 세안 마지막 단계에 죽염 녹인 물로 헹구거나 클렌징 시 살짝 섞어 사용하면 여드름이나 트러블 피부를 진정시키는 데 효과적입니다. 또한, 나물 무침, 국물 요리, 계란찜 등에 넣으면 특유의 감칠맛과 깊은 풍미를 더해줍니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님께서 말씀하신 대로 플라스틱은 단량체들이 어떤 방식으로 연결되느냐에 따라 성질과 만드는 방법이 완전히 다랄집니다. 비닐봉지의 첨가 중합과 페트병의 축합 중합이 일으키는 화학 반응의 차이와, 이를 가능하게 하는 단량체의 결정적 특징을 설명해 드릴게요.첨가 중합은 비닐봉지의 재료인 폴리에틸렌을 만드는 방식입니다. 단량체들이 가지고 있는 불안정한 결합이 풀리면서 옆 분자와 그대로 이어집니다. 단량체가 반드시 탄소간 이중 결합이나 삼중 결합 같은 불포화 결합을 포함해야 하며, 이중 결합을 이루는 결합 중 하나는 상대적으로 약해서 외부 자극에 의해 쉽게 깨지며 양쪽으로 단일 결합을 할 수 있습니다.축합 중합은 페트병인 PET를 만드는 방식입니다. 두 종류의 단량체가 서로 반응하여 결합할 때, 물 같은 작은 분자가 빠져나옵니다. 분자 양 끝에 반응할 수 있는 작용기가 최소 2개 이상 붙어 있어야 하며, 카르복실기와 하이드록시기가 만나면 에스테르 결합을 형성하면서 물 분자가 빠져 나옵니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.달걀을 삶는 것과 미용실에서 파마를 하는 현상은 모두 단백질의 구조 변화라는 입체 화학적 원리로 설명됩니다. 단백질은 아미노산이 길게 연결된 사슬이 복잡하게 접혀 3차원 입체 구조를 이루고 있는데, 어떤 결합을 어떻게 건드리느냐에 따라 나타나는 결과가 전혀 다릅니다. 달걀 흰자의 주요 성분은 알부민이라는 단백질입니다. 평소에는 약한 결합 덕분에 동글동글하게 말려 있어 물에 잘 녹는 투명한 액체 상태를 유지하지만 높은 열에너지가 가해지면 단백질을 동그랗게 유지해 주던 약한 결합들이 모두 깨지면서, 꽁꽁 뭉쳐 있던 단백질 사슬이 풀어집니다.머리카락은 케라틴이라는 단단한 단백질로 구성되어 있는데, 케라틴에는 황 원자끼리 아주 강하게 연결된 이황화 결합이 촘촘하게 박혀 있어 모양이 잘 변하지 않지만 파마약은 환원제로, 머리카락 속의 이황화 결합을 끊어내고 머리카락 단백질은 유연하고 흐물거리는 상태가 됩니다. 그리고 중화제를 바르면 끊어졌던 황 원자들이 어긋난 새 위치에서 다시 결합하고, 머리카락이 고정되어 영구적인 곱슬머리가 됩니다.