분자운동과 물질의 상태

물질과 물체 : 분자는 물질의 성질을 나타내는 가장 작은 입자이다.

내가 물에 넣은 설탕은 녹아서 어디로 갔을까?

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제시된 TV 화면을 손가락으로 확대해보자.

이처럼 화면은 우리 눈에는 연속적인 색으로 보이지만, 확대하여 보면 작은 입자로 이루어졌음을 확인할 수 있다.

다음의 탐구활동을 통해 더 자세히 알아보자.

탐구활동 1

예측하기 : 물과 에탄올을 섞으면 부피와 질량이 어떻게 될지 예상해보자.

관찰하기 : 물과 에탄올을 섞어본다.(영상을 통해 확인해보자.)

설명하기 : 섞었을 때의 부피와 질량이 각각 어떻게 변했는지를 설명해보자.

노트작성
탐구활동 2

예측하기 : 팥이 가득 들어있는 메스실린더에 좁쌀을 부어보자. 어떻게 될까?

관찰하기 : 팥과 좁쌀을 섞어본다.

설명하기 : 팥과 좁쌀을 섞었을 때, 부피와 질량이 각각 어떻게 변했는지를 설명해보자. 왜 이런 현상이 나타났을까?
이 현상은 물과 에탄올이 섞였을 때의 현상과 어떻게 연관지을 수 있을까?

노트작성

물과 에탄올은 우리 눈에 보이지 않지만 아주 작은 입자로 구성되어 있는데, 이 입자를 분자라고 한다. 즉, 물과 에탄올을 비롯한 모든 물질은 작은 입자인 분자로 구성되어 있다.
물분자는 물분자 고유의 모양을 가지고 있고, 에탄올 분자는 에탄올 분자 고유의 모양을 가지고 있는 것처럼, 물질을 구성하는 분자는 고유한 분자 모양과 크기를 가지고 있다. 우리 눈으로 보지 못하지만, 물과 에탄올의 분자들은 마치 팥과 좁쌀이 섞이는 것처럼 빈 공간에 사이사이 섞여있다. 이것은 각각의 부피를 더한 것보다 섞었을 때 작은 부피가 측정되는 현상을 통해 확인할 수 있다.

각설탕을 부수면 설탕 가루가 되고, 설탕 가루를 물에 녹이면 설탕 알갱이는 보이지 않는다.

하지만 설탕물도 단맛이 나며, 이는 설탕 분자가 물 분자 사이사이에 섞여 설탕 분자의 단맛을 그대로 지니고 있기 때문이다. 즉, 분자는 물질의 고유한 특성을 나타내는 가장 작은 입자이다.

분자의 크기는 매우 작아 눈으로 볼 수 없을 뿐만 아니라 현미경으로도 볼 수 없다. 따라서 분자가 물질을 구성하고 있는 모습을 표현하거나 설명하기 위해 눈에 보이는 도구를 이용하여 분자를 나타내는데, 이것을 분자 모형이라고 한다.

각설탕과 설탕물 속의 설탕 분자 모형 손전등

분자 모형은 실제 분자의 모습을 그대로 보여 주는 것이 아니라, 보여주고자 하는 물질의 성질이나 현상을 쉽게 시각화한 모형이다. 예를 들어, 각설탕과 설탕물 속의 설탕 분자를 그림과 같이 노란색 공 모양으로, 물분자를 파란색 공 모양으로 나타내는 것은 설탕 분자와 물 분자를 구별하기 위해 표현한 것이다. 때문에, 설탕분자나 물 분자가 실제로 둥근 공 모양이거나 색을 띄는 것은 아니다.

분자 모형에는 여러가지가 있으며, 적합한 모형을 선택하여 물질의 성질이나 현상을 설명하는 것을 모델이라 한다.

Tip
분자 모형
분자 모형
분자이름\분자모형 입자 모형 공막대 모형 공간채움 모형 구조식 모형 루이스구조 모형
이산화탄소
  • 입자 모형 :눈에 보이지 않는 입자를 표현하는 기본적인 모형
  • 공막대 모형 :분자 내의 결합을 강조한 모형
  • 공간채움 모형 :분자가 차지하는 공간을 나타내기 위해 사용하는 모형
  • 구조식 모형 :분자를 구성하는 원소 및 분자 구조와 골격을 강조한 모형

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