오래전 뵐러의 연구에 의하여 유기 화합물과 무기 화합물의 화학 물질로서의 경계는 사라지게 되었지만 종래의 화학이 취급하였던 무기 화합물과 유기 화합물의 영역에는 역시 많은 차이가 있다. 금속, 금속염류, 무기산, 무기 알칼리, 각종 단체 원소의 매커니즘 등과 같은 다양한 무기 화학의 연구 분야가 존재하며, 뉴세라믹 등을 중심으로 이 분야는 더욱 확대되고 있다. 다만, 우리 생명의 기본이며 음식물이며 일상 생활 용품의 재료이며 에너지원으로 중요한 역할을 하는 유기 화합물과 그와 관련된 유기 화학 공업, 즉 유기 화학은 무기 화학과는 구별하여 공부할 필요가 있다고 생각한다.
"유기 화합물은 무기 화합물과 어떠한 점이 다른 것일까?"
유기화학의 정의에는 일반적으로 탄소 화합물이라는 말이 나온다. 메탄, 에탄, 프로판 등의 탄화수소를 비롯하여 메틸알코올과 에틸알코올 등의 알코올류, 포름산, 아세트산 등의 산류, 포르말린과 아세트알데히드 등의 알데히드, 그리고 포도당, 설탕, 목말 등의 탄수화물이 그것이다. 또한 건축 재료로 이용되는 목재의 성분인 셀룰로오스와 같은 화합물도 탄수화물에 속한다. 이와 같이 셀 수 없을 정도로 많은 탄소를 주체로 한 화합물이 있다.
탄화수소는 탄소 원자와 수소 원자가 여러 가지 형태로 결합한 것이며, 알코올과 유기산, 탄수화물은 탄화수소에 산소 원자가 결합한 것이다. 이들은 그 수가 많고 복잡하지만 분명히 탄소 원자를 중심으로 결합하고 있다.
우리들의 몸에 대하여 생각해보자. 뼈를 제외한 몸의 모든 부분, 즉 근육, 혈액, 피부, 머리카락은 모두 단백질이라고 하는 유기 화합물로 이루어져 있다. 단백질을 구성하는 주요 원자는 역시 탄소이며, 그 외에 질소 원자와 약간의 황 원자 등이 들어있다. 우리의 몸을 성장시키고 생명력을 유지할 수 있도록 해주는 음식은 어떨까? 생명력의 주체인 단백질 식품으로 육류, 달걀, 두부, 콩류가 있고 그외에 에너지 공급원인 녹말, 설탕등을 포함한 탄수화물 식품이 있다. 그리고 탄소, 수소, 산소의 화합물인 지방 식품이 있다. 이렇게 단편적인 부분만을 보고도 음식물의 세계는 유기 화학의 세계라는 사실을 실감할 수 있다.
유기 화학을 탄소 화합물의 화학이라고도 한다. 그러나 원소로서의 탄소는 흑연이나 다이아몬드를 포함하여 결정이 아닌 목탄, 그을음인 카본 블랙과 같은 무기 물질을 구성한다. 또한 탄소 화합물인 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산 및 일반적으로 카바이드라고 하는 탄화칼슘은 유기 화합물이 아닌 무기 화합물로 취급니다.
유기 화합물은 이미 앞에서 예로 든 탄화수소, 알코오, 지방산 등과 같이 그 분자 속에 수소 원자가 결합하고 있는 화합물을 의미한다. 그러나 수소를 포함한 탄소 화합물뿐만이 아니라 사염화탄소나 이황화탄소와 같이 수소를 포함하지 않는 탄소 화합물도 유기 화합물로 분류된다.
그렇다면 어떠한 탄소 화합물을 유기 화합물이라고 하는 것일까? 유기 화합물이란 탄소 원자가 탄소나 혹은 다른 원소와 결합할 때 공유 결합하는 화합물을 말한다. 유기 화학의 영역은 무기 화학과 비교하여 범위가 좁다는 생각이 들 수도 있다. 하지만 유기 화합물의 종류와 화학변화, 새로운 화합물의 탄생 또는 인공적으로 합성되는 조건을 생각하면, 유기 호학은 무기 화학의 세계를 능가하는 광대한 영역임을 실감할 수 있다.
거대한 지구의 표면은 대부분 유기물인 식물로 덮여 있고, 공중이나 바닷물 속에도 수를 헤아릴 수 없을 정도로 많은 동식물이 살고 있다. 그것들은 지구와 함께 무기물인 탄소, 수소, 산소 등으로 이루어진 단순한 화합물로부터 탄소의 공유 결합에 의하여 진화하였다. 더욱이 질소를 포함한 단백질이 생성되고, 복잡한 단백질 속에 다른 물질이 흡수 동화되어 번식력을 지닌 생명물질이 탄생하였다. 이러한 생명 물질이 합성하는 유기 화합물의 양이 지구를 덮을 정도로 많아졌으며 생물은 지화하여 지능을 가지고 생산 활동을 하는 고등 동물 특히 인류가 출현하게 되었다. 따라서 질적인 면으로도 유기 화학의 세계는 지구의 중대한 현상이 되어 가고 있다.
유기 화학이 화학의 한 분야로 자리잡은 것은 불과 1세기에 불과하지만, 유기 화학이 개발한 새로운 화합물은 현대 화학 공업의 주체가 되었다. 우리들은 석탄 제품, 석유 제품, 플라스틱, 합성 섬유, 의약품, 염료, 화학과 같은 수많은 생활 용품 및 대부분의 의식주를 유기 화학에 의존하고 있다. 무엇보다도 우리들의 몸은 복잡한 유기 화합물의 종합체이고, 생명 활동 또한 유기 화학 반응의 집합이다. 그 중에는 물론 유기 화학만으로는 해명할 수 없는 것들이 상당히 많다. 유기 화학을 간단하게 표현한다면 탄소를 포함한 공유 결합 화합물을 연구하는 학문이라고 할 수 있다.
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