화학 나무

1차시

교과서

120～121

생각 열기, 생각 넓히기

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

화학과 화학 물질

1

화학은 자연 현상을 대상으로 하는 기초 과학의 한 분야로서 물질의 성질과 변화를 통하여 관련된 분야의 원리와 법칙을 찾아내는 학문이다.

인류는 나무와 석탄 등의 자원을 그대로 연료로 사용하였으나, 화학자들의 연구로 원유를 분별 증류하여 액체 연료와 기체 연료를 얻게 되었으며, 이러한 연료 사용이 생활을 크게 변화시켰다. 또한, 화학 물질에 대한 연구 결과 수많은 플라스틱, 합성 섬유, 합성 의약품을 개발하여 편리한 생활을 누리게 되었으며, 질병의 퇴치에도 크게 공헌하였다.

화학 나무

2

화학 나무는 화학자들이 화학의 물질들을 나무에 빗대어 설명하는 하나의 도구로 쓰이고 있다. 한 그루의 나무가 뿌리를 토대로 하여 줄기가 나고 가지를 뻗는 것처럼 화학 또한 가장 기반이 되는 물질을 시작으로 그 다음 단계를 거쳐 마지막 단계에 이르는 것이다.

(1) 화학 나무의 뿌리：원료

□ 암염, 석탄, 석유, 황, 구리, 물, 공기 등

(2) 화학 나무의 줄기：기본 생산물(약 300여 종)

□ 암모니아, 황산, 에틸렌 등

(3) 화학 나무의 열매 또는 가지：최종 소비자를 위한 제품(약 10만여 종)

□ 플라스틱 제품, 섬유 제품, 비료, 물감, 페인트 등

□ 순물질과 화합물은 어떻게 다를까?

2차시

교과서

122～125

1. 순물질과 혼합물

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

순물질과 혼합물

1

(1) 순물질 : 한 종류의 물질로만 이루어진 것

□ 염화나트륨(소금), 금, 증류수, 에탄올, 수소, 산소, 이산화탄소 등

▴ 염화나트륨

(2) 혼합물 : 두 종류 이상의 물질이 본래의 성질을 지니면서 섞여 있는 것

① 균일 혼합물 : 성분 물질이 고르게 섞여 있는 혼합물

□ 소금물, 공기, 식초, 이온 음료, 탄산음료, 유리 세정제, 합금(동전 등) 등

▴ 이온 음료

▴ 탄산음료

▴ 동전

② 불균일 혼합물 : 성분 물질이 고르지 않게 섞여 있는 혼합물

□ 흙탕물, 우유, 암석, 과일 주스, 콘크리트 등

▴ 흙탕물

▴ 암석

□ 순물질과 화합물을 어떻게 구별할까?

3차시

교과서

126～127

1. 순물질과 혼합물

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

순물질과 혼합물의 구별

1

구분	순물질	혼합물
특성	∙ 녹는점, 끓는점 등이 일정하다. ∙ 물에 잉크를 떨어뜨리면 물 전체에 퍼진다.	∙ 성분 물질의 성질을 그대로 지닌다. ∙ 성분 물질의 종류와 혼합 비율에 따라 녹는점, 끓는점 등이 달라진다.
가열․ 냉각 곡선	상태가 변하는 동안에 온도가 일정하게 유지되므로 수평한 부분이 나타난다.	수평한 부분이 나타나지 않거나 여러 개 나타난다.
	□ 물과 소금물의 가열 곡선 : 소금물은 100℃보다 높은 온도에서 끓기 시작한다. □ 물과 소금물의 냉각 곡선 : 소금물은 0℃보다 낮은 온도에서 얼기 시작한다.

□ 순물질과 화합물을 어떻게 구별할까?

4차시

교과서

127～128

1. 순물질과 혼합물

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

순물질과 혼합물의 성질 이용

1

(1) 혼합물의 성질 이용

혼합물의 성질	예
녹는점이 낮아진다.	∙용접할 때는 남과 주석의 혼합물인 땜납이 사용된다.
어는점이 낮아진다.	∙겨울철 눈이 내리면 길에 염화칼슘을 뿌려 준다. → 물에 녹은 염화칼슘 혼합물은 순수한 물보다 어는점이 낮아서 물이 얼지 않게 해 주기 때문 ∙겨울철 자동차의 냉각수에 부동액을 넣어 준다. → 부동액은 물보다 어는점이 낮아 냉각수가 얼지 않도록 해 주기 때문 ∙강물은 얼어도 바닷물은 얼지 않는다. ∙장독대에 있는 간장독은 추운 겨울에도 얼지 않는다.

(2) 순물질의 성질 이용

□ 전선이나 보일러 관에는 순도가 약 99.9%인 구리를 사용한다. → 전기나 열이 잘 통하는 구리의 성질을 이용하기 때문

(3) 순물질과 혼합물의 이용 : 사용하는 목적에 따라 순물질을 사용하기도 하고, 혼합물을 만들어 사용하기도 함.

□ 화합물이란 무엇일까?

5～6

차시

교과서

130～133

2. 화합물의 형성

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

홑원소 물질과 화합물

1

(1) 홑원소 물질 : 한 종류의 원소로 이루어진 물질 □ 금, 구리, 수소, 산소, 질소, 수은 등

(2) 화합물 : 두 종류 이상의 원소로 만들어진 새로운 물질 □ 물, 이산화탄소, 염화나트륨, 암모니아,  산화철 등

철과 황의 혼합물과 화합물 성질 비교

2

구분	철가루	황가루	철과 황의 혼합물	철과 황의 화합물(황화철)
색깔	짙은 회색	노란색	노란 회색	흑갈색
자석을 가까이 했을 때	끌려옴	끌려오지 않음	철가루만 끌려옴	끌려오지 않음
묽은 염산을 떨어뜨렸을 때	수소 발생	반응하지 않음	수소 발생	황화수소 발생

홑원소물질, 순물질, 화합물의 모형

3

▴ 수소                   ▴ 산소           ▴ 수소와 산소의 혼합물      ▴ 수소와 산소의 화합물(물)

□ 화합물은 어떻게 만들어질까?

7차시

교과서

130～133

2. 화합물의 형성

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

전자의 이동에 의해 만들어지는 화합물(염화나트륨이 만들어지는 과정)

1

(1) 나트륨 원자와 염소 원자가 만나면 나트륨 원자는 전자 한 개를 잃고 (+)전하를 띤 양이온이 되고, 염소 원자는 나트륨 원자가 내놓은 전자 한 개를 얻어 (-)전하를 띤 음이온이 된다.

(2) 서로 다른 전하를 띤 나트륨 이온(Na+)과 염화 이온(Cl-) 사이에는 끌어당기는 전기적 인력이 작용한다. → 전기적 인력에 의해 이온들이 결합하여 염화나트륨이 만들어짐.

전자의 공유에 의해 만들어지는 화합물(염화수소가 만들어지는 과정)

2

(1) 염화수소를 만들 때 수소 원자와 염소 원자는 각각 가지고 있던 전자를 한 개씩 내놓는다.

(2) 두 원자가 전자를 공유하면서 결합하여 화합물을 만든다.

화합물이 형성되는 두 가지 방법

3

▴전자의 이동에 의한 화합물의 형성

A 원자는 전자를 잃고 양이온이 되고, B 원자는 전자를 얻어 음이온이 된다. → A 이온과 B 이온이 결합하여 화합물이 만들어진다.

▴전자의 공유에 의한 화합물의 형성

B 원자와 C 원자가 각각 전자를 한 개씩 내놓는다. → 두 원자가 전자를 공유하여 결합하면서 화합물이 만들어진다.

□ 화합물에는 어떤 것들이 있을까?

8～9

차시

교과서

130～133

2. 화합물의 형성

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

전자의 이동에 의해 만들어진 화합물

1

(1) 산화마그네슘, 염화나트륨, 염화칼슘 등

(2) 산화마그네슘이 만들어진 과정

① 금소 원소인 마그네슘을 공기 중에서 태우면 공기 중의 산소와 결합하여 산화마그네슘이 만들어진다. → 이때, 마그네슘의 전자가 산소로 이동하여 마그네슘은 양이온이 되고, 산소는 음이온이 되면서 마그네슘 이온과 산화 이온 사이의 전기적 인력에 의해 화합물을 이룬다.

② 많은 수의 이온이 규칙적으로 배열되어 이루어진다.

▴ 산화마그네슘 모형

전자의 공유에 의해 만들어진 화합물

2

(1) 분자 : 원자 사이에 전자를 공유하여 이루어진 화합물

(2) 물

① 물 : 수소 원자 두 개와 산소 원자 한 개가 전자를 공유하여 이루어진다.

② 많은 수의 물 분자들이 모여 있다.

(3) 드라이아이스

① 이산화탄소 : 탄소 원자 한 개와 산소 원자 두 개가 전자를 공유하여 이루어진다.

② 많은 수의 이산화탄소 분자들이 모여 있다.

▴ 물 분자가 모인 화합물의 모형             ▴ 이산화탄소 분자가 모인 화합물의 모형

(4) 분자 모형

① 스타이로폼 구, 작은 공 등의 모형을 이용하여 나타낸다.

② 분자를 이루는 원자들이 결합하고 있는 배열 상태와 분자의 모양을 쉽게 나타낼 수 있다.

▴ 몇 가지 분자 모형

□ 화합물은 어떻게 나타낼까?

10～11

차시

교과서

142～145

3. 화합물의 표현과 이용

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

화학식

1

(1) 화학식 : 원소 기호를 이용하여 물질을 이루는 원소의 종류와 수를 나타낸 것

(2) 분자식

① 분자를 나타낸 화학식

② 분자를 이루는 원소를 원소 기호로 쓰고, 그 기호의 오른쪽 아래에 작은 글자로 원자 수를 표시한 것

③ 물 분자를 분자식으로 표현하는 방법

∙ 분자의 개수는 분자식 앞에 숫자를 써서 나타낸다. □ 2H2O는 물 분자 2개를 나타낸다.

▴ 분자식을 나타내는 방법

물 분자는 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 이루어진다.

수소는 같은 종류의 원자이므로 수소 원소 기호의 오른쪽 아래에 원자의 개수를 작은 글자로 나타낸다.

원자 수가 1개일 때에는 표시하지 않는다.

(3) 이온으로 이루어진 물질의 화학식

① 결정을 이루는 화합물은 양이온과 음이온의 결합 비율을 간단한 정수비로 나타낸다. → 양이온과 음이온이 규칙적으로 배열되어 있어서 몇 개의 이온으로 이루어져 있는지 나타낼 수 없기 때문

② 염화나트륨을 화학식으로 나타내기 : 염화나트륨은 나트륨 이온과 염화 이온이 1:1의 개수비로 결합하고 있으므로 Na+Cl-로 나타낼 수 있음. → 나트륨 이온과 염화 이온의 전하량이 같아 전체적으로는 전기적으로 중성이 되기 때문에 염화나트륨은 원소 기호를 이용하여 NaCl로 나타냄

▴ 염화나트륨 화합물의 모형 및 화학식

▴ 염화칼륨과 산화마그네슘 화합물의 모형 및 화학식

(4) 화학식으로 화합물을 나타낼 때의 장점 : 화합물을 이루는 원소의 종류, 개수 등을 알기 쉽다.

□ 일상생활에 사용되는 화합물에는  어떤 것이 있을까?

10～11

차시

교과서

146～149

3. 화합물의 표현과 이용

Ⅲ. 우리 주위의 화합물

일상생활에 사용되는 화합물

1

(1) 염화나트륨(NaCl) : 조미료, 화학 공업의 원료인 수산화나트륨 원료에 이용

(2) 이산화탄소(CO2) : 탄산음료, 소화기 등에 이용

(3) 메테인(CH4) : 연료로 사용

UCC 제작

2

일상생활에 사용되는 화합물 조사하기

• 모둠을 만들어 역할을 분담한 다음, 촬영할 장소와 물품을 정하자.

• 각 장소에 존재하거나 이용하는 화합물의 종류를 찾아보고 그 성질을 조사하자.

• 각 장면의 상황에 맞게 시나리오를 작성하자.

• 촬영을 하고, 촬영할 내용을 편집하자.

• 제작한 UCC를 발표하자.

석탄과 석유를 원료로 한 화합물

33

(1) 탄소 원자를 기본으로 한 화합물 : 의약품, 화장품, 의류, 세제, 플라스틱 등 → 오랜 시간에 걸쳐 만들어짐

(2) 플라스틱 : 각종 용기, 전선 피복, 바닥재, 가구, 건축 단열재 등에 이용되며, 용도가 매우 다양 → 플라스틱의 단점을 보완한 전도성 플라스틱, 강화 플라스틱, 생분해성 플라스틱 등 사용 범위가 점점 넓어짐

화합물의 다양한 이용

43

(1) 의약품과 의료 기기 : 특정 질병을 치료할 수 있는 화합물의 연구

(2) 교통수단과 에너지 효율 증대 : 자동차의 차체, 항공기의 동체 등에 대한 연구

(3) 우주 탐사 : 우주선, 우주선의 동력을 얻는 연료, 우주복에 이른 다양한 연구

화합물의 올바른 사용

53

(1) 화합물이 미치는 해로운 영향

① 제충약, 살충제 : 많은 양의 식량을 얻게 해 주지만 토양 오염, 생태계에 나쁜 영향을 미침

② 플라스틱 : 자연에서 쉽게 분해되지 않아 환경을 오염시킴

(2) 화합물 올바른 이용

① 제한된 자원을 올바르게 사용하여 인류에게 도움이 되는 화합물 개발

② 사용한 제품을 재사용 또는 재활용하여 환경오염을 줄이도록 해야 함.