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유기 화합물과 구조

by 루다온다 2023. 3. 9.

 

유기 화합물이란 탄소 화합물을 의미한다. 탄소 화합물에 수소, 산소, 질소, 황, 할로겐 등의 원소가 결합하여 셀 수 없을 정도로 많은 화합물이 만들어진다. 탄소 원자가 전자의 결합 방법과 거기에 결합하는 수소, 산소 원자 등의 배열 방법과 장소에 따라 성질이 전혀 다른 화합물이 만들어진다. 같은 수의 탄소와 수소가 결합하여도 그 구조에 따라 성질이 달라진다는 사실을 통하여 유기 화학의 복잡한 세계를 엿볼 수 있다. 

 

화학은 왜 이해하기 어려울까_ 쉽게 이해할 수 없다는 이유로 호학이라는 학문을 멀리하는 경향이 있다. 화학에 흥미를 가진 학생들도 물론 많겠지만 미국이나 유럽에서는 고등학교의 선택 과목으로 화학을 택하는 비율이 상당히 낮다고 한다. 특히 유기 화학 분야를 어려워하는데 구체적으로 눈에 보이지 않는 것을 취급하기 때문인 것으로 생각된다. 생물학이라면 누구라도 자연히 관심을 가질 것이다. 물리학도 구체적으로 물체를 보거나 만질 수 있으므로 감각적으로 쉽게 이해할 수 있다. 또한 원자나 원자핵 등을 구와 같은 단순한 형태로 표현하는 등 직접 눈으로 볼 수 없는 것들에 대해서도 유추할 수 있다. 

 

그러나 화학 분야의 사정은 그렇지 못하다. 같아 보이는 가스나 액체도 그 성질이 현저하게 다르므로 구와 정육면체 등을 사용한다고 해도 화학 변화를 쉽게 설명할 수 없다. 새로운 화학 교과서에서는 나무토낙 쌓기 놀이 도구와 같은 분자 모형을 만들어 활용하기도 하지만 복잡하면 역시 이해하기 어려운 것은 마찬가지다. 따라서 화학에서는 여러 가지 실험을 하여 반응을 살펴보고 생성되는 물질의 종류와 생성 방법으로 구조를 추리한다. 

 

고체, 액체, 기체를 불문하고 어떤 유기 화합물의 분자식과 구조에 대하여 살펴본다고 하자. 물론 오늘날에는 빛깔, 향기, 물리적 성질, 시약에 대한 반응 등 유기 화합물의 구조를 살펴보는 방법이 다양하다. 그렇다면 이러한 분석 방법이 개발되기전에는 어떤한 방법으로 조사하였던 것일까? 

 

우선 연소에 의한 분석 방법을 생각할 수 있다. 연소는 라부아지에 이래 지금도 사용하는 방법으로 분석하고자 하는 유기물을 산화제인 산화구리 등과 함께 연소관에서 산소를 공급하면서 가열한다. 생성된 이산화탄소는 수산화칼륨에 흡수시키고 물은 염화칼슘이나 오산화인에 흡수시킨 후 흡수되지 않은 기체인 질소의 질량을 측정한다. 이와 같이 하면 물질을 구성하는 탄소와 수소, 산소 등의 비율을 알 수 있다. 

 

염소와 같이 할로겐이 포함되어 있는 유기물에는 BHC(벤젠헥사클로라이드)와 PCH(폴리염화비페닐) 등이 있다. 이렇게 할로겐이 포함된 유기물은 진한 질산에 질산은을 혼합한 것과 함께 가열하여 분해시킨 후, 할로겐화은의 형태로 질량을 측정하면 된다. 

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