물질의 구성 Unobtainium - $20 million per kg

원자의 발견 고전적 접근 물질에 대한 고찰로부터 원자의 존재에 대한 추론

(1) 고대의 물질관 Thales(640?-546 B.C.) - 만물의 근원은 물 Empedocles(493? ∼ 433 B.C.) - 물, 불, 흙, 공 기 (4 roots) Platon (428/427 BC– 348/347 BC)– 4 원소 (element (stoicheion)) Aristoteles( B.C.)- 4 원소는 4 가지의 성질 ( 습기, 열, 건조, 냉기 ) Democritus(460? -370 B.C.)- 더 이상 쪼개지 지 않는 원자로 이루어져 있다

그리스 시대의 물질관 Empedocles- 물, 불, 흙, 공기 (4 roots) Plato – 4 elements Aristotle – 5(4 elements + Aether) + properties Aether According to Aristotle in his On Generation and Corruption: AirAir is primarily wet and secondarily hot. FireFire is primarily hot and secondarily dry. EarthEarth is primarily dry and secondarily cold. WaterWater is primarily cold and secondarily wet.

중국의 물질관 - 五行 相生 相剋 목생화 ( 木生火 ) : 불은 나무가 없으면 존재할 수가 없다. 화생토 ( 火生土 ) : 흙은 불이 없으면 형체를 변경할 수 없다. 토생금 ( 土生金 ) : 흙 속에 광물이 들었다. 금은 땅 속에서 나온다. 금생수 ( 金生水 ) : 광물질이 많은 암반에서 좋은 생수가 나온다. 수생목 ( 水生木 ) : 나무는 물이 없으면 살지 못한다 목극토 ( 木剋土 ) : 나무는 땅속에 뿌리를 박고 살기 때문에 흙을 괴롭힌다. 토극수 ( 土剋水 ) : 흙은 물을 못 흐르게 막아 버릴 수 있어 물을 지배한다. 수극화 ( 水剋火 ) : 물은 타오르는 불을 꺼버릴 수 있다. 화극금 ( 火剋金 ) : 불은 금을 녹여 형체를 바꾸어 버린다. 금극목 ( 金剋木 ) : 쇠로 만든 톱이나 칼로 나무를 베어낸다.

(2) 물질에 대한 두 가지 입장 연속설 – 입자는 무한히 쪼갤수 있고, 빈공간이 없다. 입자설 - 물질을 쪼개면 더 이상 쪼갤수 없는 입자로 이루어져 있음 - 입자 사이에는 빈공간이 존재 - 후에 원자설로 발전

(3) 중세의 물질관 Alchemy 값싼 금속으로 부터 금을 만드려는 노력 Stahl 의 Phlogiston 설 (1718)– 불에 타는 물질은 플로지스톤이 존재 Boyle – 모든 물질을 이루는 기본 물질 : 원소 - - 어떤 방법으로도 분해 할 수 없는 물질을 원소라 정의

(4) 근대의 물질관 Lavoisier – 분해할 수 없는 물질의 성분 : 원소 Dalton – 원소 ( 원자라 하는 작은 입자 ) - 두 종류 이상의 원자 결합 : 화합물 Avogadro – 모든물질은 원자들의 결합으로 형성되는 분자라는 알갱이를 기본으로 단위로 하여 구성

(1) 원소 Boyle – 더 이상 쪼갤 수 없는 물질의 성분을 원소라 정의 Lavoisier – 물의 생성과 분해 실험을 통해 물 이 원소가 아님을 증명

질량보존의 법칙 (Lavoisier, 1789) 석탄이 연소되면서 플로지스톤이 열과 빛의 모양으로 나가 고 가벼운 재가 남는다

질량보존의 법칙 (Lavoisier, 1789) 그런데 강철솜이 연소되면 열과 빛이 나면서도 그 재가 더 무겁다.

질량보존의 법칙 (Lavoisier, 1789)

일정 성분비의 법칙 (Proust, 1799) 수소：산소 = 1 ： 8 탄소：산소 = 3 ： 8 황 ： 철 = 7 ： 4 물에서 수소：산소 = 1 ： 8 이산화탄소에서 탄소：산소 = 3 ： 8 황화철에서 황 ： 철 = 7 ： 4 산화마그네슘에서 마그네슘：산소 = 3 ： 2

배수비례의 법칙 (Dalton) 원소 X, Y 가 일련의 화합물 (A, B, …) 을 만들 때, 같은 질량의 X 에 대하여 일련의 화합물에서의 Y 의 질량 (Y A, Y B, …) 사이에는 정수배의 관계가 있다.

배수비례의 법칙 (Dalton) 예 : 예 : X = 탄소, Y = 산소 1) 12g 탄소 + 16g 산소 → 화합물 A 2) 12g 탄소 + 32g 산소 → 화합물 B 일련의 화합물 (A, B) 을 만들 때, 12g 의 탄소와 결합하는 산소의 질량 (Y A = 16g, Y B = 32g) 사이에는 정수 비 (16:32 = 1:2) 의 관계가 있다.

배수비례의 법칙 (Dalton) 원자론적 해석 화합물 A) C + 1/2O 2 → CO 화합물 B) C + O 2 → CO 2

원자설의 제안 (Dalton) 질량 보존의 법칙, 일정 성분비의 법칙을 설명 하기 위해 원자의 개념 제안

돌턴의 원자설 1. 원자는 더 이상 쪼갤 수 없다. 2. 같은 종류의 원자는 모두 크기와 질량이 같으 며, 다른. 종류의 원자는 모두 크기와 질량이 서 로 다르다.

3. 한 원소의 원자는 다른 원소의 원자로 바꾸어 지거나, 없어지거나, 새로 생겨나지 않는다. 는 모두 크기와 질량이 서로 다르다. 4. 화합물은 한원자와 다른 원자가 정해진 특정 한수의 비율로 결합함으로써 이루어진다.

부피 결합의 법칙 (Guy-Lussac) 반응하는 기체와 생성되는 모든 기체들의 부피 의 비율이 서로 정수 배이다 수소 2 부피 산소 1 부피 수증기 2 부피

Avogadro 의 법칙 같은 부피의 기체에는 같은 수의 분자가 있다 같은 부피의 기체에는 같은 수의 분자가 있다. 수소산소수증기