홈 > 강의소개
일반화학Ⅰ
조성제 교수
서울대학교 대학원 무기재료공학과 석사과정
KAIST 대학원 신소재공학과 박사졸업
서울대학교 대학원 무기재료공학과 석사과정
KAIST 대학원 신소재공학과 박사졸업
서울과학기술대학교
현) 유니와이즈 전임교수
AI가 이끄는 스마트한 학습 경험, AI 튜터와 함께 더 빠르고, 더 깊게 학습하세요.
긴 강의 내용을 AI가 핵심만 요약하여 복습 시간을 단축시킵니다.
강의에서 가장 중요한 키워드와 개념을 자동으로 추출해 제공합니다.
학습한 내용을 바탕으로 AI가 생성한 퀴즈를 풀며 이해도를 점검합니다.
모르는 부분을 24시간 언제든 AI 튜터에게 질문하고 답변을 받습니다.
총 11개 챕터, 30강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
|---|---|---|
|
[1강] 일반화학 오리엔테이션
|
0:
15:
43
|
|
|
일반화학 1, 2 강의 개요 및 학습 전략
• 일반화학 기초: 원자론, 화학 양론, 기체 특성, 열화학, 원자 구조 및 주기성, 화학 결합과 오비탈 이론으로 물질의 기본 원리 이해 • 반응 동역학 및 평형: 반응 속도론(small k), 화학 평형(large K), 깁스 자유 에너지, 산-염기 및 전기화학 원리 심층 분석 • 핵화학 및 심화 연결: 주족/전이 금속 특성, 배위 화학, 생체 빌딩 블록(탄수화물, 지방, 단백질, 핵산) 학습으로 유기 및 생화학 기초 확립 |
||
| 1장. 화학의 기초(Chemical Foundations) | ||
|
[2강] 화학의 기초(1)
|
0:
49:
08
|
|
|
화학의 기초: 정의, 과학적 방법, SI 단위 및 측정의 불확실성, 유효 숫자
• 화학 기초: 물질의 구성 및 현상 탐구, 과학적 방법론의 관찰-가정-법칙-이론 체계로 연구 절차 확립 • SI 단위계: 우주 표현의 7가지 기본 단위와 2018년 양자역학 기반 최신 정의(kg, K, mol, A) 및 접두사 사용 원칙 이해 • 측정 신뢰성: 우연·계통 오차, 정밀도·정확도 구분, 데이터 해상도를 나타내는 유효 숫자 판정 및 계산 규칙 적용 |
||
|
[3강] 화학의 기초(2)
|
0:
47:
38
|
|
|
화학의 기초(2): 유효숫자, 단위, 온도, 밀도, 물질 분류 및 크로마토그래피
* 유효숫자 개념: 측정값 정밀도와 계산 규칙(로그/지수 포함) 적용 및 단위 변환 원리 학습 * 온도 및 밀도: 섭씨, 화씨, 켈빈 온도 단위 변환과 밀도(질량/부피) 정의로 물질 특성 이해 * 물질 분류 및 분리: 혼합물, 순물질(원소/화합물) 분류와 크로마토그래피(HPLC 포함) 등 혼합물 분리 기술 습득 |
||
| 2장. 원자, 분자와 이온(Atoms,Molecules,and Ions) | ||
|
[4강] 원자, 분자와 이온(1)
|
0:
59:
11
|
|
|
원자, 분자, 이온의 기초
• 물질의 기본 법칙: 질량 보존, 일정 성분비, 배수 비례 법칙 등 고대 철학에서 현대 원자론까지 물질 구성과 화학 반응 원리 이해. • 원자 구조 규명 실험: 톰슨의 전자, 밀리컨의 전하량, 러더퍼드의 핵, 체드윅의 중성자 발견을 통한 원자 내부 구성과 구조 정립. • 현대 원자론 및 표기법: 양성자, 중성자, 전자의 특성, 원자 기호 표기법, 핵의 안정성 원리 분석. |
||
|
[5강] 원자, 분자와 이온(2)
|
0:
55:
08
|
|
|
화학식과 주기율표의 이해
• 화학식 유형: 실험식, 분자식, 시성식, 구조식 등 원자의 구성과 결합 특성을 표현하는 방법론 이해 • 주기율표 구조: 원소의 주기적 특성, 족별(알칼리, 할로젠 등) 화학적 성질 및 이온 형성 경향 분석 • 전이금속/f-블록 원소: 아우프바우 원리에 따른 전자 배치와 다양한 산화 상태 및 화학적 기능 학습 |
||
|
[6강] 간단한 화합물의 명명법
|
0:
50:
52
|
|
|
간단한 화합물의 명명법: 규칙 및 적용
• **단원자 이온 명명법**: 원소명 기반 양이온/음이온에 '-화', '-ide' 접미사를 적용하여 기본적인 화합물 명칭 및 화학식을 구성. • **다원자 이온 및 전이금속 명명법**: 산소산 이온의 산소수(과-, 아-, 차아-, -ate, -ite) 및 전이금속의 산화수(로마 숫자)를 통해 복합 화합물을 명명하고 분석. • **화합물 명명 규칙**: 주기율표 원소 특성과 특수 이온(수산화, 사이안화 등) 명명법을 종합 적용하여 정확한 화학 명명 능력을 완성. |
||
| 3장. 화학량론 Stoichiometry | ||
|
[7강] 화학량론(1)
|
0:
50:
29
|
|
|
화학량론(1): 몰, 원자 질량 계산 및 조성 백분율
• 몰: 아보가드로 수 기반 물질 양 단위로, 질량-몰-개수 상호 변환의 핵심 원리. • 원자 질량: $^{12}$C 기준 상대 질량 체계 및 동위원소 비율을 이용한 평균 원자 질량 계산. • 몰 질량 및 조성 백분율: 화합물 몰 질량 계산과 각 원소의 질량 비율 산정 방법. |
||
|
[8강] 화학량론(2)
|
0:
54:
37
|
|
|
화학량론(2): 화합물 화학식 결정 및 반응식 계산
* 화합물 화학식 결정: 조성백분율, 원자량, 몰 질량을 활용한 실험식 및 분자식 도출 절차. * 화학 반응식 균형: 질량 보존 법칙 기반 원자 수 일치와 최소 정수 계수 설정 및 몰 비율을 통한 화학량론 계산. * 한계 반응물 개념: 반응물 중 먼저 소모되어 최대 생성물을 결정하며, 수득백분율 계산의 기준. |
||
| 4장. 화학반응의 종류와 용액의 화학량론 Types of chemical reactions and solution stoichiometry | ||
|
[9강] 화학반응의 종류와 용액의 화학량론(1)
|
0:
58:
00
|
|
|
화학반응의 종류와 용액의 화학량론 (1)
• 물 및 수용액: 극성 용매 특성과 전해질 분류를 통한 용액의 전기 전도성 이해. • 용액 농도 개념: 몰농도, 몰랄농도 등 주요 농도 정의, 계산 원리 및 희석 과정 적용. • 화학 반응 유형: 침전 반응, 산-염기 반응의 개념, 반응식(분자/이온/알짜) 표기법, 적정 원리 및 계산. |
||
|
[10강] 화학반응의 종류와 용액의 화학량론(2)
|
1:
00:
15
|
|
|
산화-환원 반응 및 균형반응식
• 산화-환원 반응: 산화수 변화 기반 전자 이동 개념, 산화제·환원제 정의 및 역할 파악. • 산화수 파악 및 균형반응식: 원소별 산화수 결정 규칙, 수용액 환경에서 H₂O, H⁺/OH⁻ 활용 원자·전하 균형 절차. • 결정장 이론: 전이금속 d 오비탈 에너지 준위 분리 원리 및 보색 활용 색 변화, 산화-환원 적정 지시약 활용. |
||
| 5장. 기체 Gases | ||
|
[11강] 기체 (1)
|
0:
48:
25
|
|
|
기체 특성 및 법칙 이해
• 기체 압력 정의: 단위 면적당 힘으로, 보일, 샤를, 아보가드로 법칙은 기체의 기본 변수(압력, 부피, 온도, 몰수) 간의 관계를 규정함. • 이상기체 법칙($PV=nRT$): 보일, 샤를, 아보가드로 법칙을 통합하여 기체 상태를 기술하며, 기체 화학양론은 STP 조건에서 몰 부피(22.4L)를 활용하여 반응을 분석함. • 돌턴의 분압 법칙: 기체 혼합물의 전체 압력을 각 성분 기체의 부분압력 합으로 정의하며, 몰분율과의 관계를 통해 혼합 기체 행동을 분석함. |
||
|
[12강] 기체 (2)
|
0:
58:
37
|
|
|
일반화학 기체: 분자 운동론 및 실제 기체
• 기체 분자 운동론: 이상 기체 가정을 기반으로 분자 운동 에너지와 온도의 비례 관계를 설명. • 그레이엄 분출 법칙 및 실제 기체: 분자량에 따른 분출 속도 관계를 규명하고, 반데르 발스 방정식으로 실제 기체의 인력 및 유한 부피 보정. • 대기 오염: 화석 연료 연소로 인한 SOx, NOx 등 주요 오염 물질 발생과 산성비 형성 과정을 분석. |
||
| 6장. 열화학 Thermochemistry | ||
|
[13강] 에너지의 본질, 엔탈피와 열량계, Hess의 법칙
|
0:
55:
42
|
|
|
에너지의 본질, 엔탈피와 열량계, Hess 법칙
• 열역학 기본 개념: 에너지 보존 법칙을 통한 내부 에너지와 엔탈피의 정의 및 상태/경로 함수로 열-일 관계 분석 • 엔탈피와 열량계: 발열/흡열 반응 엔탈피 측정 원리, 물질의 열용량(비열, 몰 열용량) 및 미시적 열 저장 특성 이해 • Hess 법칙 및 자발성: 엔탈피의 상태 함수 특성을 활용한 반응 엔탈피 예측과 열역학 제2법칙 및 Gibbs 자유 에너지의 자발성 기준 적용 |
||
|
[14강] 표준 생성 엔탈피, 현재의 에너지 자원, 새로운 에너지 자원
|
0:
53:
30
|
|
|
표준 생성 엔탈피 및 에너지 자원
• 표준 생성 엔탈피: 표준 상태 정의와 원소별 0이 되는 조건, 헤스의 법칙을 활용한 반응 엔탈피 계산 원리 • 열량계: 단열 시스템 온도 변화를 이용한 반응열 측정, 발열/흡열 반응 엔탈피 부호 결정 • 에너지 자원: 화석 에너지의 환경 문제, 그린/블루 수소 연료 및 바이오 에탄올 등 미래 에너지 기술 분석 |
||
|
[15강] 카노사이클
|
0:
51:
10
|
|
|
카노 사이클과 엔트로피
• 카노 사이클: 이상적인 열기관의 효율을 최대화하는 등온 및 단열 팽창/수축 4단계 가역 과정으로, 열과 일 출입 분석. • 엔트로피 개념: 클라우시우스가 카노 사이클 연구를 통해 도입한 열역학적 무질서도 지표로, 반응의 자발성과 시간의 흐름 설명. • 우주 엔트로피 증가: 모든 비가역적 자발 과정에서 우주의 총 엔트로피가 항상 증가한다는 열역학 제2법칙의 핵심 원리. |
||
| 7장. 원자구조와 주기성 Atomic structure and periodicity | ||
|
[16강] 현대물리학
|
0:
58:
01
|
|
|
현대물리학과 원자구조: 양자역학적 오비탈 이해
• 현대물리학과 양자역학: 원자 구조 이해를 위한 드 브로이 물질파의 파동-입자 이중성 원리 및 주요 과학자 기여. • 슈뢰딩거 방정식과 양자수: 전자의 에너지 준위, 오비탈 크기·모양·방향·스핀을 결정하는 주양자수, 방위 양자수, 자기 양자수, 스핀 양자수 정의. • 원자 오비탈과 마디: 전자가 존재할 확률이 0인 마디(각 마디, 방사상 마디)의 수와 형태로 s, p, d, f 오비탈의 전자구름 모양 예측 원리 설명. |
||
|
[17강] 원자구조와 주기성(1)
|
0:
51:
50
|
|
|
원자 구조 및 양자역학적 모델 개요
• 양자역학 태동: 고전역학의 한계(광전 효과, 원자 스펙트럼, 흑체 복사)를 인지하며 빛의 입자성(광자) 및 에너지 양자화 개념 도입. • 보어 모델: 양자화된 에너지 준위와 선 스펙트럼을 설명하며 슈뢰딩거 방정식을 통해 원자 오비탈 및 양자수 개념으로 발전. • 양자수 및 오비탈: 주양자수(n)는 에너지/크기, 방위 양자수(l)는 모양, 자기 양자수(ml)는 공간적 배향을 결정하는 전자 구름 모델의 핵심 원리. |
||
|
[18강] 원자구조와 주기성(2)
|
1:
08:
16
|
|
|
원자구조와 주기성: 양자수, 오비탈, 주기적 특성
• 양자수 및 오비탈: 전자의 에너지, 모양, 배향을 결정하는 양자수 개념과 노드, 확률 밀도 분포를 통한 오비탈 구조 이해. • 전자 배치 원리: 파울리 배타 원리, 아우프바우 원리, 훈트 규칙 기반 다전자 원자의 에너지 준위별 전자 배치 절차 및 축퇴 현상 분석. • 원자 주기적 특성: 이온화 에너지, 전자 친화도, 전기음성도, 원자/이온 반지름 등 핵심 특성의 주기율표상 경향성 및 예외 원리 탐구. |
||
| 8장. 결합 : 일반 개념 Binding:General concepts | ||
|
[19강] 결합 : 일반 개념(1)
|
1:
02:
59
|
|
|
• 화학 결합 기본 원리: 이온, 공유, 금속 결합을 통해 원자 간 안정성 및 분자 구조 형성 이해.
• 결합 극성 및 전기음성도: 전기음성도와 쌍극자 모멘트로 결합의 극성, 이온성, 분자 특성을 분석. • 화학 반응 에너지: 격자 및 공유 결합 에너지와 본-하버 사이클로 반응 엔탈피를 정량 계산. |
||
|
[20강] 결합 : 일반 개념(2)
|
0:
50:
04
|
|
|
결합 일반 개념 (2): 루이스 구조와 VSEPR 모델
• 루이스 구조: 최외각 전자와 원자가 전자를 활용한 분자 결합 및 전자쌍 배치 원리 • 옥텟 규칙 예외 및 공명 구조: 형식 전하를 통해 안정성을 평가하고 실제 전자 분포를 설명하는 핵심 개념 • VSEPR 모델: 중심 원자 전자쌍 반발력(입체수)을 최소화하여 분자의 기하학적 구조를 예측하는 원리 |
||
|
[21강] 결합 : 일반 개념(3)
|
0:
52:
45
|
|
|
VSEPR 이론을 통한 분자 구조 예측 심화
• VSEPR 이론: 원자가껍질 전자쌍 반발력을 기반으로 분자의 입체구조를 예측하는 핵심 원리. • 비공유전자쌍과 입체수: 공유전자쌍보다 큰 반발력으로 결합각 및 분자 모양을 결정하며, 각 입체수(SN3~SN7)에 따라 다양한 구조 변화를 분석. • 분자 구조 예측: 루이스 구조의 한계를 넘어 VSEPR을 통해 분자의 입체구조와 대칭성을 파악하여 분자의 극성(쌍극자 모멘트) 여부를 판단하는 필수 과정. |
||
| 9장. 공유결합:궤도함수 Covalent Bonding: Orbitals | ||
|
[22강] 공유결합:궤도함수(1)
|
0:
54:
15
|
|
|
공유결합: 혼성화와 편재 전자 모형
* 혼성화 이론: 라이너스 폴링의 원자 궤도함수 재배치 개념으로, 분자 결합과 입체 구조를 이해하는 핵심 원리. * $sp^3, sp^2, sp$ 혼성화: 단일, 이중, 삼중 결합 내 $\sigma/\pi$ 결합 구성 및 각 유형별 분자 기하학적 구조를 설명. * $d$-오비탈 참여 혼성화: $dsp^3, d^2sp^3$ 유형으로 확장된 옥텟 분자의 혼성화와 $I_3^-, XeF_4$ 같은 복합 분자 구조를 예측. |
||
|
[23강] 공유결합:궤도함수(2)
|
1:
02:
43
|
|
|
공유결합: 분자 궤도 모델과 동핵 이원자 분자
* 분자 궤도 모델 (MO 모델): 루이스 구조의 한계를 극복하기 위해 원자 궤도 함수 선형 결합(LCAO)을 통해 분자 결합을 양자역학적으로 설명. * MO 이론 적용: 동핵 이원자 분자의 MO 에너지 준위 순서 분석으로 결합 차수 및 자성 예측, 특히 산소 분자의 상자성 규명. * 질소 분자 특성: 강력한 삼중 결합 기반의 낮은 반응성과 질소 고정, 하버-보쉬 공정 등 생명 및 산업 분야의 중요성 이해. |
||
|
[24강] 공유결합:궤도함수(3)
|
0:
52:
17
|
|
|
공유결합: 궤도함수 및 비편재 전자 시스템
• 분자 궤도 이론: 동핵/이핵 이원자 분자의 결합 차수, 자기성, MO 에너지 분열 방식을 결정. • 비편재 전자쌍: 공명 구조 및 컨주게이션을 통해 전자의 분포와 유기 화합물의 색상 및 반응성에 영향. • VSEPR 이론: 분자 구조 및 극성 예측; 혼성 궤도 이론: 분자 구조 및 결합력 설명. |
||
| 10장. 액체와 고체 Liquids and solids | ||
|
[25강] 액체와 고체(1)
|
0:
49:
18
|
|
|
액체와 고체의 분자 간 힘 및 결정 구조
* **분자 간 힘:** 수소 결합 및 반데르발스 힘(런던 분산력 등)을 통한 액체·고체 응축상 형성 원리 및 물리적 특성 결정. * **액체 표면 장력 & 결정 구조 분석:** 표면 분자 에너지 불균형에 따른 액체 표면적 최소화 현상, X선 회절과 브래그 법칙을 활용한 고체 결정 구조 해석. * **금속 입방 결정 구조:** 단순(SC), 체심(BCC), 면심(FCC) 구조의 단위 세포, 원자 수, 격자 상수-원자 반지름 관계, 원자 채움 효율(APF), 밀도 계산 방법 학습. |
||
|
[26강] 액체와 고체(2)
|
0:
54:
27
|
|
|
액체와 고체 (2): 금속, 탄소 동소체, 이온성 고체
• 에너지띠 이론: 도체·반도체·부도체는 띠 간격에 따라 전기적 특성이 결정되며, 반도체는 도핑으로 전도도를 제어. • 탄소 동소체: 다이아몬드, 흑연, 그래핀, 나노튜브, 플러렌 등 구조별 고유 특성 및 첨단 응용 분야를 학습. • 고체 유형별 특성: 분자성 고체는 약한 분자간 힘, 이온성 고체는 배위수와 반지름 비로 결정 구조 안정성 예측. |
||
|
[27강] 액체와 고체(3)
|
1:
01:
44
|
|
|
액체와 고체 (3): 상변화 및 상평형도
* 단위 세포 구조 및 고체 분류: 염화소듐(NaCl) 단위 세포 구조 이해 및 원자성, 분자성, 이온성 고체 분류. * 증기압 및 상변화 원리: 클라우시우스-클라페이론 방정식을 활용한 증기압 관계 분석 및 열 출입 개념 학습. * 상평형도 분석: 삼중점, 임계점, 물의 특이성(음의 기울기) 및 과냉각·과열 현상 이해. |
||
| 11장. 용액의 특성 Properties of solutions | ||
|
[28강] 용액의 특성(1)
|
0:
44:
09
|
|
|
용액의 특성: 조성과 형성 에너지
* 용액 개념: 용질과 용매로 구성된 균일 혼합물이며, 몰농도, 몰랄농도, 노말농도 등 다양한 농도 단위로 조성 표현 * 농도 단위 관계: 몰농도와 몰랄농도의 온도 의존성 차이 및 밀도 기반 상호 전환, 노말농도의 산염기·산화환원 당량 개념 적용 * 용액 형성 에너지: 용질·용매 팽창(흡열) 및 혼합(발열) 3단계 엔탈피 변화 분석, 총 용해열과 수화 엔탈피 정의 |
||
|
[29강] 용액의 특성(2)
|
0:
57:
34
|
|
|
용액의 특성 (2) - 용해도, 증기압, 이상/비이상 용액
• 용액의 용해도: 분자 구조, 압력, 온도가 기체 및 고체 용해도에 미치는 영향 분석. • 헨리 법칙 & 라울 법칙: 기체 용해도와 용액 증기압 강하를 정량화하는 원리 및 공식. • 이상/비이상 용액: 용질-용매 상호작용에 따른 증기압 거동 및 엔탈피 변화 특성 분류. |
||
|
[30강] 용액의 특성(3)
|
0:
53:
10
|
|
|
용액의 특성: 총괄성과 콜로이드
* 총괄성 개념: 용질 개수에만 의존하는 용액의 증기압 내림, 끓는점 오름, 어는점 내림, 삼투압 등 물리적 성질 원리 및 계산식 학습 * 반트호프 인자: 전해질 용액 내 이온화 정도를 반영하여 총괄성 계산에 적용하는 계수 파악 * 콜로이드 특성: 1-1000nm 입자 분산 상태, 틴달 현상(빛 산란), 열/전해질에 의한 응집 원리 이해 |
||
조성제 교수님
일반화학Ⅰ
