Introductory Chemistry: Concepts & Connections 4 th Edition by Charles H. Corwin Chapter 4 물질과 에너지 Christopher G. Hamaker, Illinois State University, Normal IL 2005, Prentice Hall
4.1 물질의물리적상태 물질 : 부피를차지하면서질량을가지는것. 물질의세가지물리적상태 : 고체 (Solid) 액체 (Liquid) 기체 (Gas) Chapter 4 2
Solid State 고체입자는견고하게응집되어있음. 고정된모양과일정한부피 쉽게압축 가장작은에너지를갖는다. Chapter 4 3
Liquid State 액체입자는느슨하게결합되어있고, 서로간에자유롭게이동할수있음. 모양은변하나, 부피는고정 쉽게압축 에너지 : 고체보다는크고, 기체보다는작다. Chapter 4 4
Gaseous State 기체입자는공간을넓게차지, 용기내에균일하게분포 모양은변하나, 부피는고정 if 부피증가, 기체는팽창 if 부피감소, 기체는압축 가장큰에너지 Chapter 4 5
States of Matter Summary Chapter 4 6
Changes of State 물질은어떠한물리적상태로존재할수있음. 물 : below 0 C; 고체 between 0 C and 100 C; 액체 above 100 C; 기체 온도변화 물리적상태변화 Chapter 4 7
Solid/Liquid Phase Changes When a solid changes to a liquid, the phase change is called melting ( 융해 ) A substance melts as the temperature increases. When a liquid changes to a solid, the phase change is called freezing ( 응고 ) A substance freezes as the temperature decreases. Chapter 4 8
Liquid/Gas Phase Changes When a liquid changes to a gas, the phase change is called vaporization ( 기화, 증발 ). A substance vaporizes as the temperature increases. When a gas changes to a liquid, the phase change is called condensation ( 액화, 응축 ). A substance condenses as the temperature decreases. Chapter 4 9
Solid/Gas Phase Changes When a solid changes directly to a gas, the phase change is called sublimation ( 승화 ). A substance sublimes as the temperature increases. When a gas changes directly to a solid, the phase change is called deposition ( 석출 ). A substance undergoes deposition as the temperature decreases. Chapter 4 10
Summary of Changes of State Chapter 4 11
Classifications of Matter 물질의분류 : 혼합물 (Mixtures) 순물질 (Pure Substances) 혼합물 ; 한가지이상의물질로구성물리적으로분리가능 순물질 ; 한가지물질로구성물리적분리 Chapter 4 12
Mixtures There are two types of mixtures: 균일혼합물 (Homogeneous Mixtures) 불균일혼합물 (Heterogeneous Mixtures) 균일혼합물 ; 주어진시료에대해일정한성질 Ex) 소금물, 설탕물 불균일혼합물 ; 균일하지않다. 두개이상의상 (phase) Chapter 4 13
Pure Substances There are two types of pure substances: 일정조성, 성질 원소 (Elements) 화합물 (Compound) 원소 : 화학변화에의해더이상분해될수없는물질 화합물 : 화학변화에의해원소로분해가능 Ex) H 2 O, NaCl Chapter 4 14
Chapter 4 15
4.3 Occurrence of the Elements 자연계 ; 100 개이상의원소 (81 개의안정한원소 ) 지구의지각, 물, 대기의질량중 95% 10 개 Chapter 4 16
Elements in the Human Body 산소 ; 자연계에서가장풍부한원소 규소 ; 지각의두번째풍부한원소 탄소 ; 인체의두번째풍부한원소 Chapter 4 17
4.3 Names of the Elements 각원소는고유의이름을갖는다. 다양한근원에서유래 : Hydrogen is derived from Greek Carbon is derived from Latin Scandium is named for Scandinavia Nobelium is named for Alfred Nobel. Curium is named for Marie Curie Chapter 4 18
4.3 Element Symbols 각원소의이름은화학기호를사용 한글자또는두글자 대부분의화학기호는원소이름으로부터유래 C is the symbol for carbon H is the symbol for hydrogen 같은글자로시작하는원소의경우, 두글자사용 Cd is the symbol for cadmium Ca is the symbol for calcium Chapter 4 19
Other Element Symbols 일부화학기호는라틴어이름으로부터유래 Gold Au Silver Ag Copper Cu Mercury Hg Potassium K Sodium Na Antimony Sb Tin Sn Iron Fe Tungsten W Chapter 4 20
4.4 Metals, Nonmetals, Semimetals Elements can be divided into three classes: 금속 (Metals) 비금속 (Nonmetals) 반금속 (Semimetals or metalloids) 반금속은금속과비금속사이의중간성질 Chapter 4 21
Properties of Metals 큰밀도, 높은용융점을가지며밝은광택을냄. 열과전기의좋은전도체 전성 : 두들겨서얇은막으로펼수있는성질 연성 : 가느다란철사로뽑을수있음. Chapter 4 22
Properties of Nonmetals 낮은밀도와낮은용융점, 광택이없음. 열과전기의전도성이좋지않음. 전성, 연성 두들기면가루로부서짐. 11개비금속; 자연계에서기체상으로존재 ex) 수소, 산소 Chapter 4 23
Periodic Table of the Elements 원자번호 : 각원소는특정정수로할당됨. 수소는 1, 헬륨은 2, 우라늄은 92. 주기율표 : 모든원소가원자번호순으로배열된특정도표 Chapter 4 24
Metals, Nonmetals, and Semimetals 금속 : 표의왼쪽 ( 수소는예외 ) 비금속 : 표의오른쪽 Chapter 4 25
Physical States of the Elements Shown are the physical states of the elements at 25 C on the periodic table. Chapter 4 26
4.5 Law of Definite Composition 일정성분비의법칙 화합물은항상일정한질량의비율로포함된다. NaCl; 39.3% Na, 60.7% Cl H 2 O; 11.2% H, 88.8% O. Chapter 4 27
Chemical Formulas 분자 (molecule) : 두개또는그이상의비금속원자들로구성된단일입자 화학식 : 화합물내의각원소의원자수 황산의화학식 : H 2 SO 4 Chapter 4 28
Interpreting Chemical Formulas 어떤화학식은원자구성을분명히하기위해괄호를사용. 부동액의화학식 ; C 2 H 4 (OH) 2 탄소원자 2 개, 수소원자 4 개, OH 2 개 총 10 개원자로구성 Chapter 4 29
4.6 Physical & Chemical Properties 물리적성질 - 물질의조성을변화시키지않고관찰할수있는순물질의특성 - 겉모양, 끓는점, 녹는점, 밀도, 열 / 전기전도성, 용해도등 화학적성질 - 다른물질과의화학반응에서비롯된성질 -Na+ H 2 O NaOH + H Chapter 4 30
4.7 Chemical & Physical Changes 물리적변화 ; 물질의조성이변화 - 순물질의물리적상태나모양이변화 화학적변화 ; 화학반응을수반 - 화학변화가일어날때물질의조성이변화 다른물질이생성 Chapter 4 31
Evidence of a Chemical Change 기체의 방출 (기포) 에너지 방출로 인한 빛 또는 열의 발생 석출물의 형성 색깔의 변화 Chapter 4 32
4.8 Conservation of Mass 질량보존의법칙 화학변화가일어나기전후에도물질의질량은항상같다. - 물체는화학반응도중에새로생성되거나소멸되지않는다. Ex) 수소 2.0g + 산소 16.0 g = 물 18.0 g 물 45.0 g 수소 5.0 g = 산소 40.0 g Chapter 4 33
4.9 Potential and Kinetic Energy 위치에너지 (PE) - 물체가그의위치또는조성의결과로서저장하고 있는에너지 운동에너지 (KE) - 물체가그의운동의결과로써가지고있는에너지 ex) 산꼭대기에위치한물체는위치에너지를가짐. 산아래로굴러떨어지면물체는위치에너지를잃고운동에너지를얻음. 물체의위치에너지가운동에너지로전환 Chapter 4 34
KE, Temperature, & State 모든물질은물리적상태에상관없이 KE 가짐. KE; 고체 < 액체 < 기체 온도가증가 KE 증가 Chapter 4 35
4.10 Conservation of Energy 에너지보존의법칙 물질과마찬가지로, 에너지는창조되거나소멸되지않는다. 단지, 한형태에서다른형태로전환될수있다. 에너지의형태 - 열, 빛, 전기, 기계, 화학, 핵 Chapter 4 36
Energy and Chemical Change In a chemical change, energy is transformed from one form to another. For example: Chapter 4 37
Law of Conservation of Mass and Energy 아인슈타인의상대성이론 ; 물질과에너지의상호관련성 E = mc 2 물질과에너지는상호변환 질량과에너지보존법칙 - 우주에서총질량과에너지가일정함. Chapter 4 38