해봅시다, 열역학 _ 0
열역학은 이름만 들어도 어려워 보입니다. 열이랑 역학을 합친 학문인데, 왜 화학에 있는 것인지도 모르겠고, 여기에 등장하는 개념인 엔트로피와 엔탈피, 깁스 자유 에너지와 같은 단어는 우리를 더 혼란스럽게만 만들죠.
하지만 화학을 처음 접할 때 만나게 되는 ‘일반화학’의 구성을 살펴보면, 열역학의 중요성을 과소평가할 수 없습니다. 일반화학을 크게 두 가지로 나누자면 ‘구조’와 ‘변화’라고 할 수 있습니다.
구조에서는 분자가 어떻게 생겼는지를 고전적 이론(원자가 전자 전자쌍 반발 이론, 루이스 전자점식, 오비탈, 혼성 오비탈, 원자 오비탈의 선형 조합, Hatree 궤도함수, 컨쥬게이션, 착이온 등)과 현대의 양자역학 등을 이용해 설명합니다.
변화에서는 어떤 화학 반응이 일어나고 나서 생성물의 양이 어떠한지, 해당 화학 반응은 얼마나 빠르게 일어나는지, 해당 반응이 주어진 조건에서 일어나는지를 탐구합니다.
그리고 열역학을 이용하면, 평형에 이른 화학 반응의 생성물의 양과 화학 반응의 발생 여부를 알 수 있습니다. 열역학의 강력함은 여기에서 시작됩니다.
앞으로 우리는 열역학을 하기 위한 기본적인 개념틀부터 시작해 다양한 응용들에는 무엇이 있는지 살펴보려고 합니다. 분명 쉽지만은 않겠지만, 이 글 속의 내용들이 여러분들께 명료하게 다가갈 때 화학 반응에 대한 새로운 시각이 나타나지 않을까 싶습니다.
조금 거창하게 얘기해봤지만, 일단 시작해보겠습니다.