화학Ⅰ

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2015 개정 교육과정(20학번 이후 세대 해당) 화학에 대해서는 화학Ⅰ(2015) 문서를 참조하십시오.

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2009 개정 교육과정 고등학교 과학 (11'~17' 高1)
과학
물리Ⅰ	화학Ⅰ	생명 과학Ⅰ	지구 과학Ⅰ
물리Ⅱ	화학Ⅱ	생명 과학Ⅱ	지구 과학Ⅱ

1 개요

이 문서의 화학Ⅰ은 2009개정교육과정(14학번~20학번 수능 세대에 해당) 내용 위주로 다루며, 이전 교육과정에 대한 내용은 맨 아래 문단을 참조하기 바란다.

이전 교육 과정에서는 기술·가정이라는 오명을 썼을 정도로 화학과 교수들 사이에서 전혀 화학같지도 않은 과목이라 욕을 대차게 먹었다. 이런 설움을 안고 2009개정(14학번~20학번)교육과정에서 대대적인 개편을 통해 고등학교 과학 교과 중 가장 개념 있게 바뀐 과목으로 꼽히게 되었다. 특히 암기 중심 과목에서 원리와 이해 중심의 일반화학 형태로 바뀌었다. 덕분에 이전 화학Ⅱ에 있던 내용 중 80%가 화학Ⅰ으로 쫓겨난다. 대신 물리 Ⅰ이 기술·가정 2로 바뀌었지

2 내용

4단원의 일부를 제외하고는 모두 1, 2, 3단원이 옛날 화학Ⅱ에서 내려왔다. 옛날 교육 과정에서는 지금의 고1 과학(융합형 과학)처럼 이해 기반이나 원리 없이 서술되었는데, 지금은 원리부터 제대로 가르치는 방식으로 바뀌어 교양적이거나 지식 파트는 소단원의 개념 아래의 1번 정도 위치같이 안습한 처지로 너프당하게 되었다. 예를 들어 할로젠 원소나 금속의 경쟁의 반응성, 탄화수소 파트는 옛날 같았으면 닥치고 암기해야 했지만 지금은 '너무 당연한 거 아니니?'하고 넘길 수 있게 되었기 때문에 이 부분을 쓸데없이 길게 가르치지 않는다.

2.1 I. 화학의 언어

화학을 배우는 데 기본 개념인 원소, 화합물, 원자, 분자, 원자량, 분자량, 몰, 화학 반응식 등의 내용이 나온다. 교육 과정 방침이 이전과 크게 달라졌는데 이전 교육 과정에서는 양자화학(현 화학Ⅰ 2단원 내용에 해당)에 초점이 맞춰졌다면 현재는 양적 관계를 하기 위한 워밍업에 초점이 맞춰져 있다. 2009개정 개편 때 은근 화학공학과 교수들의 입김이 세진 감이 있는데 과학 교과가 전체적으로 공대식으로 바뀌었다. 이 과목의 양적 관계라든지 물리의 반도체 파트, 생명 과학의 유전 파트 등이 그 결과물이다.

2.1.1 물질과 과학

• 인류 문명과 화학

철의 제련과 암모니아의 합성이 인류 발전에 얼마나 기여했냐를 가르치는 도입부다. 교양스러운 부분이지만 공무원 시험이나 수능 등에서는 화학 반응식만 중요해진다. 연소 반응은 적정 온도에서 산소와 결합하여 열과 빛을 내는 화학 반응으로 이후 챕터에 나오는 양적 관계의 예시로 자주 등장한다.

• 화학의 언어

여기서의 원소는 화합물과 구분하기 위해 홑원소(원소 한 종류로만 이루어진 물질)만을 가르치는 것에 중점을 두는 경향이 있다. 일반인이 생각하는 그 원소 개념과는 조금 다른데, 그 개념은 2단원에서 배울 수 있으므로 여기서는 '아 그냥 저런 알파벳이 있구나'하고 넘기면 된다. 원자는 한 종류, 하나의 원소로 아루어진 홑원소를 말하며, 분자는 18족 원소를 제외한 원소를 두 개 이상 조합하여 성질을 갖는 입자를 말한다.

2.1.2 화합물의 조성 및 구조

• 화학식과 몰

물 분자 1몰은 18g과 같음을 나타내는 그림

원자량은 원소마다 고유한 값을 갖는데 탄소 원자 1g을 12.0(참값)으로 정의한다. 이에 따라 다른 원자들은 모두 근삿값을 취할 수밖에 없게 된다. 가령 산소 원자 1g은 15.9정도의 원자량을 취한다. 문제 영역에서는 편의상 16으로 주어진다. 그러나 이것도 대학에 가면 그냥 '몰 질량'으로 취급한다. 고등학생들에겐 단위가 없다고 가르치고 실제 SI단위계에 존재하지도 않지만 보통 g/mol 또는 amu로 쓴다.

몰(mol)은 그냥 개수를 세는 단위다. 우리가 미시 입자를 하나하나 세는 뻘짓 우를 범하기는 싫기 때문에 6.02×10²³개를 하나로 합쳐서 부를 뿐이다. 이 수치는 성인 남성이 2,000조 번 정도 사정했을 때 나오는 정자 수와 맞먹는다. 왜 하필 예시를... 더 이상 어려운 건 없고 이 정도만 알면 된다. 처음 접할 때는 너무 심오해서 화학을 포기하는 학생들이 많다고 하지만 연습 문제를 풀다 보면 금세 익숙해진다. 몰은 화학을 떠나서 대학 가면 물리학(열역학), 생명과학등에서 쓰이기 때문에 그냥 여기서 한 번에 제대로 하는 게 낫다.

현 세대 학생들은 믿기 힘들겠지만, 이 몰(mol) 단위 개념은 화학에서의 기초 중의 기초임에도 불구하고 화학Ⅱ에 10년 넘게 있던 내용이다. 이 때문에 대학 와서 몰조차도 모르는 학생들에 딥빡을 받은 교수들이 많았다. 그래서 2009 개편 때 모두가 입을 모아 몰(mol)을 화학Ⅱ로부터 끌어내리는 데 성공하게 되는데... 문제는 이 개념이 교수나 전공자 입장에서나 당연할 뿐이지 학생들이 처음 개념을 정립하는 데 있어 염증을 느낀다는 평이 많다.

[초보자 팁] 몰은 그냥 입자 수로 받아들이면 편하다. 가끔 이 둘을 서로 다른 의미로 오해하는 경우가 있는데 일맥상통하는 말이다. 가령 물 분자 2몰이 있다고 하면 그냥 '아 물 분자가 상대적으로 2개 쯤 있구나'라고 받아들이면 된다. 엄밀히 따지면 1.2×10²⁴개가 있는 것이지만 실험을 할 때나 화학을 하는 사람들 입장에서는 유치하게 그런 걸 세세하게 따져 묻진 않는다. 연습 문제에서도 단위 갖고 장난치지 않는다. 수능 한정으로 아보가드로 법칙을 이용해 부피나 면적을 통제시켜놓고 두 실린더의 높이 갖고 장난치는 경우가 있다.

대부분의 상위권 대학에서는 이걸 어렵게 배우고 왔다고 가정하고 수업한다. 보통 강의 시간에도 쌩까는 경우가 많으므로 고등학교 때 화학Ⅰ을 택하든 않든 제대로 배우고 진학하는 게 낫다. 안 그러면 처참히 화학을 포기할 수도 있다.

• 화합물의 조성 및 구조

선 스펙트럼 같은 경우에는 2단원에서 더 중요해지는데, 여기서는 그냥 원소마다 고유한 선 스펙트럼이 나타난다는 것만 알아두면 된다. 이렇듯이 어떤 미지의 화합물이 '어떤 원소들로', '어떤 비율(질량백분율)로' 이루어져있는지 탐구한다. 이러한 탐구 과정을 원소 분석이라고 한다. 참고로 이 교과 과정에서는 탄화수소나 탄소화합물로 이루어진 화합물을 분석하는 데 중점을 둔다. 여기서 이전에 배운 분자량, 몰 수, 질량 관계를 자유자재로 활용할 수 있는 능력이 필요하다. 이 과정에서 실험식이라는 개념은 그 물질이 어떠한 개수 비(몰)로 조성되어 있는지 한 눈에 알 수 있다.

2.1.3 화학 반응식과 양적 관계

• 화학 반응식

물 분자를 생성하는 화학 반응식

고등학교 수준에서의 화학 반응식은 더하기 연산과 화살표 연산으로만 나타낸다. 반응물질끼리 덧셈으로 이어주고 오른쪽 방향 화살표로 생성 물질을 표현해주는 방식이다. 이 부분에서는 계수를 맞추는 것이 중요하다. 정말 복잡한 화학 반응식의 계수를 맞출 때 필살기로 쓰는 것이 미정계수법이 있다. 다만 고등학교 교육 과정에서는 간단한 화학 반응식만 다루기 때문에 미정계수법이나 방정식을 사용할 정도로 복잡한 연습 문제는 없다. 가끔 열에너지가 필요한 경우에는 화살표 밑에 정삼각형을 표시하기도 한다.

• 양적 관계

현재 14학번 학생들 이후로 새로 추가된 내용이다. 98학번부터 13학번이 배우던 화학에서는 이 부분을 다루지 않았다. 교수들이 거진 15년 만에 부활시켜 수능이나 PEET 시험을 준비하는 수험생들을 괴롭히고 있다. 피라미드 꼭대기에 있는 개념이다 보니 사고력을 요하는 문제로 꼬아 낼 수 있는 핵덩어리기 때문에 시험 영역에서는 고난도의 중추핵으로 떠오른다. 개념 쉽고 문제 핵

[초보자 팁] 화학 반응식의 계수는 몰 수와 등치시킬 수 있다. 다만 일정 성분비 법칙(질량)과는 등치시킬 수 없다. 그 이유는 원자량에 따라 질량이 달라질 수 있기 때문이다.

2.2 II. 개성 있는 원소

이 단원의 모든 내용은 7차 교육과정의 화학Ⅱ에서 내려온 것들이다. 예전엔 이 교과서의 3단원 내용과 합쳐져 있던 파트였는데 개정되면서 분리되었다. 이 중 원자의 구조 파트는 사실상 맨 앞 챕터에 배치해야 할 챕터이고, 역시나 다음 교육 과정에선 1단원 맨 앞으로 이사간다.

2.2.1 원자의 구조

• 원자를 구성하는 입자

톰슨의 음극선 실험을 통해 전자를 발견할 수 있었다는 것을 배운다. 여기에 심화로 골트슈타인이 진공 음극선관에 방대한 에너지를 가해 수소 기체를 프로톤과 전자로 분해시켜 양극선이라는 것도 발견한다. 참고로 수소 이온과 양성자는 서로 같은 애다. 이후 러더퍼드라는 물리학자의 알파 입자 산란 실험으로 원자핵의 존재를 알게 되었는데, 원자 내부에 밀도가 매우 크고 양전하를 띠는 원자핵이 있다고 주장하였다. 알파 입자는 전자를 모두 탕진한 헬륨 이온으로만 이루어져 있는데 러더퍼드는 이것이 원자핵과 큰 반발력을 일으켜 튕겨나간다는 것에서 그 실마리를 풀었다고 한다.

• 원자 번호와 질량수

원자 번호가 왜 그렇게 매겨지는지를 알 수 있다. 기준은 양성자 수. 그리고 중성자 수까지 더한 자연수를 질량수라고 한다. 앞서 배운 원자량과 질량수는 서로 다른 개념이다. 둘 다 질량을 나타내는 수지만 원자량은 실제 질량을 상대적으로 나타낸 수치고, 질량수는 그냥 양성자 수와 중성자 수의 합이다. 여기서 동위 원소 분석은 개정 교육 과정에서 강조하고 있는 부분.

• 원자 내의 힘, 원소의 기원

핵력, 빅뱅, 쿼크 등 물리학에서 친숙한 용어들이 나오는데 원소라는 게 알고 보면 다 하나에서 나온 것들이라는 것만 캐치하면 된다. 다만, 고1, 고2는 나쁠 건 없지만 이 부분을 심화 학습 하기보다는 그냥 '아~ 그런 게 있구나'하고 넘기는 게 낫다. 배움의 포커스를 화학보다 교양 물리에 두는 격이라 딱히 도움이 되는 방향은 아니다.

2.2.2 원자 모형과 전자 배치

• 수소의 선 스펙트럼과 보어 모형

보어 모형에서의 수소 원자 에너지 준위는 양자화학의 가장 밑바탕이다. 보어에 의하면 전자는 모든 공간에 연속적으로 존재하는 게 아니라 가장 안정한 껍질 준위에서만 움직인다는 궤도 이론을 제시하였다(물론 오비탈이 도입되면서 이것도 금이 가 버린다.). 각 껍질은 K(n=1), L(n=2), M(n=3)로 정의하는데 n과 n+1 사이의 간격은 n이 커질수록 좁아지는 경향이 있다.

전자는 에너지를 흡수하면 에너지 준위가 높은 곳으로 올라가 불안정한 상태가 되는데, 다시 안정해지려고 빛을 뿜어내면서 에너지 준위기 낮은 바닥상태로 내려온다. 이때 방출하는 빛 파장이 어느 껍질에서 어느 껍질로 내려오느냐 혹은 어떤 껍질로 올라가느냐에 따라 각기 다르다. 상식이지만 빛은 파장에 따라 자외선, 가시광선, 적외선으로 분류할 수 있는데 고등학교 화학에서는 가시광선을 방출하는 발머 계열을 중점으로 배운다. 종류에는 n=3, 4, 5, 6에서 n=2로 내려올 때 뿜는 파장밖에 없고 각각의 값은 나노미터 단위로 656, 486, 434, 410이다. 물리학적 지식 상 파장은 방출/흡수 에너지와 진동수에 반비례한다는 걸 알아두면 좋다.

에너지 중에서도 물리학(양자역학)은 전위 차에 관심이 있는 반면, 화학에서는 kJ/mol 단위인즉 '입자'에 관심이 있다는 차이가 있다. 수소 원자 1몰을 이온화하는 데 필요한 이온화에너지는 1,312 kJ/mol 정도가 되는데, 이온화 경향은 뒷 챕터인 주기율 파트에서 배운다.

• 현대 원자 모형과 전자 배치

오비탈에 대한 상세한 내용은 해당 문서를 참조하기 바라며 여기서는 간단한 내용만을 다룬다. 먼저 s 오비탈은 구형 오비탈인데, 방향성이 없고 모든 껍질에 존재한다. p 오비탈은 L껍질(주양자수 2)부터 며 x, y, z 방향으로 각각 존재한다.

오비탈 모형

고등학교 과정에서는 오비탈과 전자 배치를 접목시키는 것을 주 타깃으로 배운다. 안정한 전자배치는 쌓음 원리, 파울리의 배타원리, 훈트 규칙에 위배되면 안 되는데, 바닥상태가 아닐 경우에는 파울리의 배타원리를 제외하고는 위배가 되어도 상관 없다.

주요 원소의 전자 배치

좀 더 심오하게 배우려면 물리Ⅱ 4단원에 있는 파동함수 파트를 읽어보면 된다. 예전에는 오비탈 전자배치를 단순히 점으로 나타내었는데 비해, 화학Ⅰ으로 내려오면서 스핀 양자수를 고려해서 화살표로 나타낸다. 가끔 궁금증을 참지못하고 오비탈의 모양 등에 대해 개인적으로 조사하다가 멘붕하는 상위권 학생들이 있다. 18족에서의 최외각 전자수(8)와 원자가 전자수(0)는 같지 않다는 점을 유의하자.

2.2.3 주기율

주기율에서는 주기와 족의 의미, 알칼리 금속과 할로젠 원소 등은 개정 전 화학Ⅰ 내용인데 마지막에 상식 선에서 처리한다. 주로 다루는 건 원자나 이온 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도와 같은 개정 전 화학Ⅱ 내용이다. 여기에 일반화학 과정이었던 유효 핵전하라는 개념이 추가됐다.

• 원소의 분류와 주기율

주기율이란 주기에 따라 저마다의 율격을 갖는다고 해서 붙여진 개념이다. 1족 원소는 수소를 제외한 나머지를 알칼리 금속이라고 하고, 2족 원소는 알칼리 토금속, 17족인 원소를 할로젠 원소라고 한다. 과거엔 할로겐 원소라고 했으나 지금 그렇게 부르면 아재 취급. 대한화학회에서 기존 독일 명칭을 싹 다 미국식으로 바꾸는 바람에 이젠 할로젠 원소라고 한다. 금속 원소는 전자를 잃고 양이온이 되기 쉬우며, 비금속 원소는 전자를 얻고 음이온이 되기 쉬운 경향이 있다. 금속이나 비금속의 반응성이 크다는 말이 나오면 이러한 경향성이 크다는 뜻이다. 고등학생에게는 이런 경향성 정도만 파악시켜주는 게 교육의 목표.

• 원소의 주기적 성질

유효 핵전하는 알짜 핵전하량에서 가리움 효과를 뺀 값이다. 가리움 효과에는 전자 사이의 반발력이 큰 중추로 자리매김한다. 원자 반지름은 같은 주기에서 핵전하가 클수록 직경이 작아지는 경향이 있다. 다만, 18족 비활성 기체는 논외로 두는데 이유는 반지름을 정의하는 기준이 다르기 때문이다. 그리고 같은 족에서 주기가 커질수록 직경이 늘어난다. 다만, 통제 변인이 아무것도 없을 때는 장담할 수 없다. 이온 반지름은 주로 16, 17, 1, 2 주기에서의 전자 변화를 통해 따지는 것을 목표로 한다. 가령 산소 중성 원자가 전자 2개를 얻고 가장 안정한 산소 이온(O^2-)이 될 때 전자 사이의 반발력이 커져 반지름 직경이 늘어난다. 반대로 O^2-와 등전자 이온인 Mg²⁺은 3주기에서 전자 2개를 잃어 유효 핵전하가 늘고, 전자 껍질수까지 넉다운 되어버렸기 때문에 이온 반지름이 확 줄어버린다.

이온화 에너지는 중성 기체 원자 1몰을 이온화하는 데 필요한 에너지를 일컫는데, 교육 과정이 개정되면서 이온화 에너지 그래프를 직접 그려보는 게 중요해졌다. 2~3족, 15~16족에서 예외 구간이 발생한다는 것이 포인트이다.

원자 번호 순에 따른 제1차 이온화 에너지

순차적 이온화 에너지

전기 음성도파트에서는 17족 2주기로 갈 수록 강해진다는 것만 캐치하면 된다. 여기서보다는 주로 3단원의 화학 결합 파트의 쌍극자 모멘트의 합 따지기나 4단원의 산화수 우위를 둘 때 주로 사용한다. 개념은 그렇지만 화학1 기출문제를 풀다 보면 전기음성도 수치를 가지고 원소를 추론하게 만드는 정신나간문제가 가끔씩 나온다. 원자번호 20번까지의 전기음성도 값은 외우는 것이 더 편하다.

2.3 III. 아름다운 분자 세계

7차 화학Ⅱ에서 내려온 화학 결합과 분자의 구조와 개정 전 화학Ⅰ 주변의 탄소 화합물 단원에서 유도체랑 생활적 응용 파트만 뺀 탄화수소만을 배운다. 탄화수소는 일반인이 평소 생각하는 화학에 대해 떠올리는 부분이기도 하니, 관심이 많은 학생들이라면 유기화학을 공부한다. 구조식(특히 벤젠 고리)를 그리는 걸 보면 간지폭풍. 이 단원은 주로 고전적인 화학 결합 이론을 배우고, 현대에는 오비탈로 결합을 설명한다. 고등학생은 파이 결합, 시그마 결합 등까지만 알아두는 게 낫다. 대학에서는 수학적인 접근을 요구하지만 사실 공대생들도 그냥 추상적인 이해 정도만 하고 넘어가는 부분이다.

2.3.1 화학 결합

• 분자 구조의 다양성

동소체는 탄소 나노 튜브, 풀러렌, 다이아몬드, 흑연, 그래핀과 같이 탄소를 중점적으로 다루고, 그 뒤에 DNA의 분자 구조가 나오지만 이 부분은 4단원 응용 파트에서 더 자세히 배우는 것이 좋다.

• 이온 결합

원자들은 대부분 전자를 잃거나 얻어서 옥텟 규칙을 만족하려고 한다. 단, 수소나 리튬, 베릴륨이 헬륨(전자 2개)처럼 전자를 8개 이상 가질 수 없는 노릇이라 이럴 땐 옥텟 규칙이라고 명명하진 않는다. 가령, 알루미늄 중성 원자는 전자 3개를 쫓아내고 Al³⁺처럼 안정한 이온이 되고자 한다. 그럼 최외각 전자가 8개가 되면서 옥텟 규칙을 만족하게 된다. 이 때 당연히 전자배치 또한 달라지는데 위의 알루미늄 이온을 그대로 활용하면 아래와 같은 전자배치를 할 수 있다. 혼동 방지를 위해 중성원자 알루미늄의 전자 배치도 같이 적어본다.

[Al³⁺] = 1s²2s²2p⁶ = K(2)L(8)

[Al] = 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ = K(2)L(8)M(3)

자료 해석 과정에서 이온 결합의 형성과 에너지 관계가 교과서에 등장하긴 하나 열화학 지식이 없어서 그냥 교양적으로 공부해두고 넘어가는 것이 좋다. 여기서 4단원의 공포를 예고하는 밑밥을 까는데, 이온결합물질은 수용액 상태에서 이온 상태로 존재한다.

• 공유 결합

역시 공유 결합에서도 옥텟 규칙을 만족하고자 원자들이 서로 다른 원자(단, 같은 원소여도 상관 없음)와 전자를 공유하여 안정한 상태가 되길 원한다. 가령 플루오린은 최외각 전자를 7개 가지고 있어, 최외각 전자가 1개인 리튬, 수소, 나트륨 등과 같은 1족 원소와 결합하려는 성질이 있다. 이 때, 서로의 전자를 공유해서 2개가 된 전자를 공유 전자쌍이라 하고, 결합하지 않고 남아 있는 전자 2개 묶음을 비공유 전자쌍이라고 한다. 2주기 1족부터 4족 원소까지는 보통 비공유 전자쌍을 갖고 있지 않다는 것이 특징이며 2주기 5, 6, 7족 원소들은 비공유 전자쌍을 존치하는 형태가 많다. 심화적인 내용으로 배위 결합은 '삼플루오린화 붕소 암모늄'이나 '옥소늄 이온' 등에서 나타나는데, 한쪽에서 전자 2개를 모두 건네주어 안정한 상태에 이른다는 차이점이 있다.

2.3.2 분자의 구조

• 분자의 구조

두 원자가 이루는 결합각, 결합 길이 등 전자쌍 반발 이론 관련에 대해 배운다. 이는 정전기적 반발력이 최소가 돠도록 가능한 한 멀리 떨어지려는 성질을 의미한다. 보통 아래처럼 직선형, 평면 삼각형, 정사면체형,굽은형 을 예로 둔다. 고등학생은 딱 세 가지 구조만 다루며 3주기 원소에 추가되는 구조는 일반화학에서 배우도록 한다.

공유 전자쌍의 개수에 따른 분자 구조의 변화

• 분자의 극성

2단원 주기율 파트에서 배웠던 전기 음성도를 이용해 분자와 결합의 극성 유무를 판단할 수 있다. 화학Ⅱ에서는 이 부분이 맨 처음 등장하는데, 여기서는 원자 간의 힘만 다룬다. 쌍극자 모멘트 합 값이 0이 되면 무극성 분자고, 0이 아니면 극성 분자다. 보통 힘의 합은 벡터의 합성때문에 방향를 고려하는데 이 때문에 전 챕터에서 분자 구조의 모형을 다뤘던 것이다. 벡터의 합에 대해서는 물리Ⅱ 1단원에서 집중적으로 다루니 같이 공부해두면 좋다. 극성 용질은 극성 용매에 잘 녹고, 무극성 용매에큰 녹지 않는다. 물과 기름이 잘 섞이지 않는 이유가 여기에서 비롯된다.

2.3.3 탄소 화합물

고등학교 과정에서는 복잡한 유도체는 다루지 않는다. 여기서는 1단원의 연소 반응과 관련 짓기 위하여 C와 H로만 이루어진 분자식 형태의 탄화 수소만을 주로 다룬다. 좀 더 자세한 내용은 유기화학이나 일반화학에서 접할 수 있다.

• 탄소 화합물의 다양성

알케인(C_nH_2n+2), 알켄(C_nH_2n), 알카인(C_nH_2n-2)과 같은 사슬 모양의 탄화수소의 일반식이 나온다. 우리가 익숙히 들어본 메탄가스도 탄화수소의 알케인에 속한다. 현재 대한화학회에 의하여 독일식 명칭이 다 영어식 명칭으로 바뀌었기 때문에 메탄의 명칭도 메테인(CH₄)으로 바뀌었다. 언론에서는 이미 입에 익은 메탄을 더 많이 쓰지만 후세대에 가서 메탄이라고 말하고 다니면 역시나 아재 취급. 앞으로 우리의 혈세를 들여가며 바뀐 명칭을 쓰도록 하자.

고리 모양의 탄화수소의 일반식엔 '사이클로-'라는 접두어가 붙는데, 종류에는 사이클로알케인(C_nH_2n), 사이클로알켄(C_nH_2n-2)이 있다. 각각 알켄과 알카인의 분자식과 동일하여 혼동할 수 있다. 이후에 나오는 벤젠(C₆H₆)은 특이하게 실험식 비가 1:1인데 1.5결합을 하고 있어서 그렇다. 다들 알겠지만 벤젠은 화학공업에서 자주 사용되는 물질이면서도 마시면 즉사하는 위험물질이다. 벤젠은 방향족 탄화수소에 속하는데 방향이라는 이름이 붙은 건 직접적으로 받아들이면 알 수 있듯이 냄새/향기가 나서 붙여진 명칭이다. 나프탈렌이나 안트라센같은 물질도 이에 속한다.

2.4 IV. 닮은꼴 화학 반응

7차 화학Ⅰ에 있었으나 그 때 당시의 내용보다는 훨씬 어렵고 대부분이 일반화학, 분석화학과정에서 추가되었다. 이 단원 전체는 화학Ⅱ 3단원에서 좀 더 엄밀히 배울 수 있다.

2.4.1 산화·환원 반응

• 산화·환원 반응과 산화수

전자에 의한 산화, 환원의 정의로 볼 때, 산화는 주로 전자를 잃는 반응이고, 환원은 그 반대로 전자를 얻는 반응을 일컫는다. 고등학교 과정에서는 이 반응의 동시성을 무조건 만능산화수로 따지는 경향이 있다. 산화수를 꿰고 있으면 무엇이 산화되고 환원되는 지 알 수 있다. 각종 듣도보도 못한 화학 반응식이 판을 쳐도 어차피 산화수를 맞히는 것이 목적이라 쫄 필요는 없다. 다만, 산화수도 어떤 원소와 결합했느냐에 따라 달라진다. 대표적으로 과산화수소는 O가 -1의 산화수를 갖는데, 대체적으로 -2의 산화수를 갖는다.

• 산화·환원 반응의 종류

금속의 반응성은 '칼카나마알아철니주납수구수은백금' 같은 경향을 통째로 외우는 것이 예전 교육과정엔 중요했는데 지금은 별로 중요하지 않다. 왜인지는 밑의 수능 항목을 참조. 금속 A의 이온이 들어있는 수용액에 금속 B를 집어넣었을 때 반응이 일어난다면 금속의 반응성은 B>A라는 개념이 중요하다. 반응이 일어났다는 것은 B가 A보다 더 산화되기 쉽기 때문에 B가 자신은 산화되면서 A를 환원시켰기 때문이다. 이는 B의 환원력이 A보다 크다라고도 표현할 수 있다. 반대로 비금속의 반응성은 17족 원소만 알아두면 된다. 여기는 반대로 환원하려는 경향성(즉 전자를 얻어서 음이온이 되려는 경향)이 플루오린으로 갈수록 세진다.

• 산과 염기'"

여러 가지 산과 염기가 등장하는데 이온가만 제대로 외워두면 된다. 대표적으로 등장하는 H⁺는 산, OH^-는 염기이다. 본래 산-염기 반응은 이온화도(화학II 3단원 과정 용어)에 반응하는 양도 따라 다른데, 화학I에서는 무조건 이온화도가 1로만 인식한다. 이온화도는 0과 1 사이의 범위가 있는데, 이온화도가 높으면(1에 가까울 수록) 강산, 강염기라고 하고 낮으면(0에 가까울 수록) 약산, 약염기라고 한다. 이 때문에 심화 내용인 짝산, 짝염기에 대해서는 나오지 않는다. 교과서에서는 역시나 산업, 공업 등을 강조하면서 공대 교수님들의 짙은 애환이 담겨있다는 것을 눈치챌 수 있다.

• 산-염기 정의의 확장

루이스, 브뢴스테드-로우리, 아레니우스가 정의한 산-염기에 대해서 배운다. 아레니우스는 수용액 속에서 이온화될 때의 산-염기를 주 타깃으로 두었고, 브뢴스테드와 로우리는 양성자(H⁺)를 주고 받는 기준에 따라 산-염기를 정의하였다. 하지만 전자성애자 끝판왕 루이스가 최우위에 오르게 되었는데 확장된 정의에 따르면 산으로도 염기로도 작용하는 양쪽성 물질이 있다.(H₂O, 아미노산, HCO₃⁻, HSO₄⁻ 등)

2.4.2 중화 반응

• 지시약과 pH

액성에 따라 색깔이 어떻게 변하는지 판별하는 것을 배운다. 대표적으로 페놀프탈레인용액은 염기성에서 빨갛게 변하며, 중성 혹은 산성에서 무색을 띤다. pH는 그냥 7을 기준으로 낮으면 산성, 높으면 염기성이라는 것만 캐치한다. 자세히 배우려면 로그(log)를 쓰며 난장판을 쳐야 한다.

액성에 따른 용액의 색깔 변화

• 중화 반응

중화 반응은 하이드로늄 이온과 수산화 이온의 반응을 일컫는 건데 화학I의 레벨에선 편의상 수소 이온과 수산화 이온의 반응으로만 주어진다.

알짜이온 반응식: H⁺(aq) + OH^-(aq) -> H₂O(l)

2.4.3 생활 속의 화학

• 아미노산, 단백질, 핵산

DNA의 구조[*7 ]

모든 아미노산은 공통적으로 아미노기(-NH₂)와 카복시기(-COOH)를 가지고 있으며 모두 중심 원자가 탄소이다. 대표적으로 글라이신, 세린, 시스테인, 라이신, 알라닌, 글루타민, 발린, 페닐알라닌이 있다. 수용액 상태에서 아미노기는 수소 이온을 받아들일 수 있어 용액 입장에서는 염기성을 띠고, 카복시기가 수소 이온을 내놓으므로 산성을 띤다. 핵산은 뉴클레오타이드가 사슬처럼 결합되어 있는 구조이다. 뉴클레오타이드는 인산 이온(PO₄H₂)과 당(주로 5탄당), 염기로 구성되어 있다. 이 때 DNA의 분자식은 C₅H₁₀O₄인데 실험식과 동일하다. 다만 5탄당은 여기에 O가 하나 더 붙기에 실험식과 일치하지 않는다. 또, 인산 이온에 적용되는 확장된 옥텟 규칙이 있다. 주의할 점은 확장된 옥텟은 옥텟으로 간주하지 않는다. 즉, 그냥 옥텟을 만족한다고 나오면 틀린 대답이 된다. 염기 짝 사이의 수소 결합은 생명 과학Ⅱ에서도 나온다. 이 교과에서는 그냥 아데닌과 티민이 2개의 수소 결합을, 사이토신과 구아닌은 3개의 수소 결합을 한다는 것만 알아두면 된다.

3 대학수학능력시험 과학탐구 영역

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3.1 출제 경향

교육 과정이 바뀐 이래로 개념 학습 장벽도 다소 높아졌을 뿐만 아니라, 문제 풀이 난이도까지 대폭 상승하였다. 그럼에도 불구하고 선택률이 늘 높았다는 게 관건인데, 이는 대개 화학이라는 학문 자체가 다른 세 과목보다 학습 호기심 및 선호도가 높았기 때문이다. 그렇지만 2014학년도 수능 이후, 화학도 수학처럼 문제 연습을 통해 지식을 익히는 형태로 바뀌어서 모의 평가나 대학수학능력시험 난이도는 학교 수업에서 배웠던 것과 천차만별이라는 인식이 팽배해졌다. 그 결과, 2013학년도 수능까지 선택률 1위였던 과목이 해를 거듭하면서 3위까지 곤두박칠 쳐버렸다(2017 수능 지원자 기준). 상위권이 가장 많이 모여있는 과목(화학Ⅰ, 생명 과학Ⅱ)인 만큼 어려운 문제를 체화하는 연습이 필요하다.

이처럼 문제를 어렵게 내다보니 볼멘소리가 많은 편이다. 교수평가 지침 상, 비율 아이디어를 자유자재로 이용하게 만들어야 하기 때문에, 「 단위 [math] x [/math]에 대한 [math] y [/math]의 상댓값 」과 같은 단서를 뜬금없이 던져주기도 하고, 때에 따라서 '표'나 '그림·그래프'로 제시하기도 한다. 즉, 개념을 알더라도 고도의 자료 해석 능력이 뒷받침 되어야 문제를 풀 수 있게 만든다. 예를 들어, 초등학교 수학 내용을 알아도 그 문제를 경시대회급으로 꼬아서 내면 못 푸는 일반인들도 많다. 이는 과거 1980년대 미국 대학원 어드미션 테스트나 아이비 리그에서 잠깐 유행을 탔던 문제들인데, 교수들의 연구 시행 의도는 당연히 내용을 알아도 지능 지수가 떨어지면 문제를 못 풀게 만들겠다는 것이었고, 이로 인해 피지컬 논란이 일자 이후 SAT에서도 약화되었다. 그런데 이를 눈여겨본 국내 교육 관계자들이 1992년 이래로 대학 입시를 상대평가 및 수능 체제로 바꾸면서 미국의 이 방식을 그대로 도입하게 되었다. 표본 수준이 높아지거나 그 과목을 겉만 보고 얕보는 느낌이라면 IQ나 자료 해석 능력 단계를 한없이 높여버린다.

결론적으로, 수능에서의 화학Ⅰ이 2014학년도 이래로 그 단계가 정점에 이르렀고, 요즘은 수능 화학은 학문이 아니라 문제 해결 접근법을 공부한다는 마음가짐으로 임하는 게 중요해졌다. 특히, 화학Ⅰ은 저런 점에서 놓고 봤을 때 물리Ⅱ나 지구 과학Ⅱ마저 압도한다는 의견이 많은 편이다. 오히려 후자에 있는 과목들은 선택률이나 내용 장벽때문에 상황이 안습할 뿐이지 Ⅱ 과목임에도 불구하고 쉬운 편이다. 내용만 보고 과목 선택을 판단하려는 학생들을 걸러내겠다는 평가원의 꼼수 일단, 수험 기간이 긴 대학수학능력시험 특성상 충분히 연습하고 반복하면 고득점을 차지할 수 있게끔 만들긴 하지만.... 이런 걸 즐기는 사람한테는 추천해볼 만한 과목이다.

다만, 위에서 말한 특성으로 인해 성향에 따라 노력을 무용지물로 만들 수도 있는 과목이므로 어느 정도 공부해 본 뒤에도 감이 안 잡힌다면 다른 과목으로 갈아타는 것도 고려해 봐야 한다.

3.2 단원별 의견

1단원의 양적 관계와 화학반응식 문제는 15년만에 교육 과정에 부활 되고나서 가장 어렵게 출제된다. 계산이 딱딱 떨어지게 안 만들고 창의력을 요구하는 문제가 많다고 느낄 정도로 어려운 문제가 많이 출제된다. 개념을 문제에 적용시키는게 아니라, 문제를 개념에 끌어당겨야 하는 기형적인 부분이 많다. 기체 양론에서는 가끔 가다가 반응식에 기체가 아닌 것을 꾸겨넣어 전체 몰수의 변화를 파악할 때 페이크를 시전하는 경우도 있다. x축과 y축의 변인들을 바꾸는 건 기본이며 심지어 x, y, z라는 3차원의 변수 중 두 개만 골라서 그래프화 시키는 건 덤이다. 그리고 교과서에 안 나온 내용을 어떻게든 문장을 풀이해 교과 과정 범위에 우걱우걱 쑤셔넣어 정당화시킨다. 예를 들어 한계 반응물이라든지, 비전하라든지 교과 과정은 아니지만 각각 남는 물질과 단위 질량당 전하 수로 주어진다. 여기서 한계 반응물이라는 개념을 모르면 1단원 킬러 문제를 건들 수 없게 만든다. 양적 관계는 사람마다 풀이가 가지각색이고, 문제에서 x몰, yg, aL 등 단위가 각기 다른 조건을 통해 총체적 난국 속에서 문제 풀이를 해야 한다. 악랄한 건 저 미지수를 사용해도 되는 게 있고 안 되는 것이 있다. 만약 비효율적인 문제 풀이법을 택했다면 유리수와 비례식이 판을 쳐 그대로 뒷문제를 손도 못 대고 시험을 말아먹는다. 무서운 건 그 방법을 택해도 결국 답이 나온다는 것이다. 수능 시험에서는 누가 더 효율적인 문제 접근을 재빠르게 간파하느냐가 쭉 킬러 문제로 등장한 바가 있다. 중학교 때 배운 질량 보존 법칙, 일정 성분비 법칙, 배수 비례 법칙, 기체 반응 법칙, 밀도 등을 양적 관계와 짬뽕시켜 능수능란하게 써먹을 수 있어야 한다. 이 때문에 중학교 때 제대로 짚고 오지 않으면 문제 풀 때 상당히 애를 먹는다. 마치 수학처럼 교과서에 직접 등장하지 않더라도 중학교 때 당연히 배웠다는 것을 전제로 출제한다. 문제점은 눈 높은 출제위원 분들이 단순하게 그 법칙들에 대한 개념이 완벽히 정리된 수준뿐만 아니라 응용의 수준에 도달했다는 판단 하에 묻는다. 심지어 하이탑에서는 이 부분이 심화 개념에 있다. 이게 무엇을 의미하는 지 자세한 설명은 생략한다. 심지어 2013수능에서는 중학교 3학년 내용인 '질량 보존 법칙'만을 이용하는 문제도 있었고 그 문제가 킬러였다. 그런데 괴물 수준이 된 화학1 응시자들은 그 문제를 쉽게 푼다(...) 심지어 양적 관계는 1단원에 국한되어 있을 뿐만 아니라, 모든 반응식에서 물어볼 수 있는 상위적인 개념이기 때문에 4단원과 연계되어 출제되기도 한다. 아예 수학 문제가 나온 적도 있다. 고1 수학 연립방정식의 활용 소단원에 있을 법한 문제였는데 탄화수소 혼합 연소 문제가 그 중 하나이다.

2단원인 양자화학은 쉬고 가는 단원이라지만, 경우의 수에 약하다면 그대로 털린다. 원소 기호를 그냥 주는 문제는 2점도 안 되는 귀여운 축에 속하며, 킬러는 X, Y, Ζ같은 미지의 문자를 주고 원소를 추론한 뒤 그 원소에 대한 옳은 설명을 골라야 한다. 최근 들어 오비탈의 개수나 전자수 관련 지식을 묻는 문제로 적절하게 숫자를 조합한 뒤 분수나 곱셈 등으로 악랄한 문제를 탄생시킨다. 가령, s오비탈의 개수와 p오비탈의 전자쌍의 개수의 비같은 희한한 조건을 주고 경우의 수를 좁혀야 하는 아이큐 테스트를 하고 있으니 말 다했다. 근데 홀전자수나 원자가전자수같은 자연수들은 얼떨결에 그 숫자들이 딱 떨어졌을 뿐이지 학문 수양으로서의 화학으로 볼 때 그걸 따지는 건 가치가 없어보인다는 평이 많다. 이미 화학이나 생명 과학은 난이도가 산으로 튀다보니 학문 수양으로서의 가치가 떨어진지 오래다. 이걸 응용해서 뒤에 있는 주기율에서 한 번 더 꼰다. 1, 4단원에 비하면 난이도가 썩 높진 않아도 상황 대처 능력이 뛰어나야 하기 때문에 시간 잡아먹는 단원 중에 하나로 꼽힌다. 가끔 킬러가 아닌 부분에서도 털리기도 하는데 동위원소를 이산확률분포를 이용하여 추론하기는 확률과 통계의 3단원 맨 뒷 파트인 통계적 추정에서 나오는 수학적 스킬이다.

3단원은 쉬고 가는 단원이라고도 하는데 이것도 다른 과탐 과목에 비하면 새 발의 피다. 공유결합 파트에서 비공유 전자쌍의 수를 묻는 문제가 출제되기도 하는데, 제대로 루이스 전자점식을 표시하지 않으면 낚시문제에 걸려들 수 있으니 특히 주의. 극성 공유결합과 분자의 극성의 차이점도 제대로 구별해 놓지 않으면 쉬운 문제를 틀려버리는 참사가 일어날 수 있다. 2017학년도 6월 모의평가 19번 탄화수소의 분자구조 문제에서 오답률 1위를 기록했다. 기존 기출문제유형에서 유사한 문제가 없지는 않았다. 당장 2016 수능에서도 탄화수소의 -CH3 개수를 이용해 이성질체를 추론하는 문제가 있었다. 그동안의 탄화수소 구조 추론 문제와는 격을 달리하는 복잡함으로 많은 수험생들에게 충격을 안겼다.

이전 단원에서 진을 빼고 왔는데 4단원에서 수험생들을 더 지치게 만든다. 산화-환원 금속의 반응성 파트에서 칼카나마알아철니주납수구수은백금을 거의 무능화시켜버린다. 문제에서 이온이 A^l+, B^m+, Cⁿ⁺와 같은 식으로 주어지기 때문에 자료를 통해 이온가를 파악하게끔 하는 게 오히려 관건이 되어버렸다. 기출 문제에서도 개념 학습보다는 수학적인 테크닉이 더 중요하다고 시사하는 부분이다. 절대로 '설마... 교과 외 과정이니까 안 내겠지.'라는 마음을 가지면 안 된다. 물론 교과 내지만 그 문제를 푸는 알고리듬은 수학인데 결론은 어쨌든 교과 내 범위라 뭐라 대답하기 애매할 정도로 찝찝하다. 이후 중화 반응에서의 최종 관문은 이온 수 세기 능력 시험(...)이라고 할 정도로 볼멘소리가 많다. 사실 몰을 배웠으면 N개, 2N개 같은 표현은 자제해도 되는데 구 교육과정의 출제 방식을 그대로 고수하고 있다. 사실 Ν개 같은 표현에 염증을 느껴서 이전 교육과정에 없던 몰 개념 화학II로부터 빼 온 건데, 평가원이 왜 교과 과정 개편 이래로 몰을 연계 안 하는지가 미스터리이다. 따지고 보면 몰을 연계하는 게 학문적으로 더 의미가 있을 수도 있고, 실제로 문제 출제 방침을 벗어나는 것도 아니다. 나중에 문제 유형을 급변시켜 등급 컷을 떨어뜨리고 싶을 때 필살기로 시전할 모양새인데, 어차피 괴수가 되어버린 화학자들 앞에서는 오히려 몰이 더 편할 수도 있어서 그렇다는 이유도 있다. 단골 문제는 서로 다른 이온가 금속을 반응시켜 완결점의 총 이온 개수를 분석한 뒤 중간 과정에 점을 찍어 그 점에서의 그 이온 수 중 각 이온들의 개수를 분석하게 만드는 것이 있다. 여기서는 연립방정식을 자유자재로 써야 하므로 수학적 테크닉이 없으면 곤란해진다. 문제는 화학II에 있는 몰 농도의 상위호환 격인 단위 부피당 이온수/입자수/몰 수(몰 농도 정의)가 암묵적으로 주어진다. 이에 또 염증을 느낀 평가원은 다음 교육 과정에서 몰 농도를 화학II로부터 빼 올 예정이라고 하신다. 대다나다(...) 어차피 위에서 이미 말한 비전하라든지, 한계 반응물이라든지 이미 고교 교과 외 과정의 개념을 은근슬쩍 문제 안에 투척하고 있긴 하다. 사실 수학 시험에도 가우스 함수가 등장하고 있는 것처럼... 난이도가 산으로 갈수록 당연한 일이긴 하다. 이와 반대로 난이도가 똥꼬인 물리II는 정말 교육 과정 틀 안에서 충실한 출제만을 하고 있어 과탐계의 참교육이란 말이 있을 정도(...) 우선 중화 적정 유형은 화학II에서도 등장하는데 여기서는 개념 몇 개가 추가 되기 때문에 문제를 꼬지 않는 경향이 있다. 그래서 화학I 중화 파트는 화학II보다 어려울 수밖에 없다. 화학I에서 주어지는 산화 환원 반응은 모조리 다 반응한다는 걸로 가정하고 문제를 풀어야 한다는 약속이 있다. 이처럼 정통성을 다 깨버리는 방식 탓에 수능 화학I 문제가 점점 IQ 테스트 마냥 난이도가 지랄맞아지는데, 해를 거듭할수록 용액을 3~4개 주고 모든 경우의 수를 다 따져가며 풀어야되는 19~20번 중화반응 문제나 듣도보도 못한 형태로 나온 산화환원 문제가 있다. 금속과 염산의 기체 반응 문제는 1단원에 있는 내용과 융합시키기 때문에 몰 수, 질량, 원자량 관계식을 능수 능란하게 꺼내지 못하면 답이 없다.

단원 별 난이도는 1>4>2=3 순이며 단원 별 수능 출제 문항 수는 균등하다.

4 여담

4.1 기타 이야깃거리

• 3단원의 명칭이 '아름다운 분자 세계'임에도 불구하고 이온 결합 화합물을 다루는데, 이온 결합 물질은 분자가 아니다. 따라서 아름다운 화합물의 세계로 바꿔야 한다는 말이 있다.

원래 과학 교과는 기존의 내용에 살을 덧씌워 새로운 내용인 양 가르치는 경우가 많으며, 화학Ⅰ의 경우도 마찬가지다. 이전까지의 과목과의 갭에 비해 화학Ⅱ와의 갭이 커 보이는 것은 화학Ⅰ에서까지는 분자간의 힘을 다루다 갑자기 Ⅱ에서 원자 간의 힘, 원자 내부의 힘을 다루기 때문. 화학1은 실생활 관련 내용이긴 한데, 그 덕분에 이론이 전무하다. (심지어 금성교과서의 화학1 교과서에는 물 분자의 성질을 다루면서 분자의 극성과 수소 결합을 소개하지 않는다.) 그렇다고 이론편인 화학2부터 배우려고 해도, 화학2에서는 화학1에서 닥치고 외웠던 기초적인 화학적 지식이 있다고 가정하고 내용이 전개된다. 쉽게말해 따로따로 노는셈. 하지만 일부 과고준비생이라는 용자들은 화1도 안배우고 화2를 해낸다. 그 덕분에 한번도 화학Ⅰ 수업을 받지않고도 고등학교 졸업하는 이과생도 생긴다. 영재고와 과고는 과목명인 화학Ⅰ과 화학Ⅱ와 다르게 거의 일반화학 수준의 수업을 진행한다.(...)

대표적인 암기로는 칼카나마알아철니주납수구수은백금(이온화 경향. 금속 반응성의 순서)와 수헬리베붕탄질산플네나마알규인황염아칼칼(주기율표 ~20번까지)등이 있다. 둘 다 화학에서 기본과 기본이 되는 암기들이라서 어떤 선생이든 외울때까지 학생을 많이 괴롭힌다. 덕분에 이 글을 보는 당신이 정상적으로 화학1을 공부한 이과생이라면 저정도 암기는 입안에서 술술 나올 것.

문과 놀리기도 쉬운 과목이다. 대표적으로 "나트륨이 금속이게 비금속이게? 물론 대부분의 문과생들도 이 정도는 알고 있다.

그리고 기술직군 공무원 시험과목이기도 하다. 9급은 주로 이 과목에서 많이 출제된다.

4.2 7차 교육 과정

제7차 교육과정 고등학교 과학 (06'~10' 高1)
물리Ⅰ	화학Ⅰ	생물Ⅰ	지구 과학Ⅰ
물리Ⅱ	화학Ⅱ	생물Ⅱ	지구 과학Ⅱ

기술·가정Ⅱ 7차 교육과정 기준으로, 다른 과탐과목에 비해 일상에서 볼 법한 현상을 중심으로 교과가 진행된다. 덕분에 학교 선생님이 가르치기는 쉽지만 내용이 이전까지의 화학내용의 재탕이 많아 고등 화학을 가르치기 위한 기반에는 한없이 미치지 못한다. 6차까지는 화학Ⅱ의 하위호환이라고 해도 좋을 정도의 내용이었으나 7차에 와서 확 바뀌었다. 사실 제대로 가르치면 웬만한 기초적 화학 내용은 다 커버할 수 있는 과목이긴 한데 그렇게 가르치는 선생은 드물다.

단, 단원마다 어려워하는 사람이 많이 갈린다. 4장 탄소 화합물의 경우, 암기할 게 많아 상대적으로 난이도가 어렵고 점수 올리기가 어렵다. 익숙해지면 금속 단원만큼 쉬워지지만.이게 유기화학인줄 알고 만만하게 보다가 대학교 들어가서 유기화학을 수강하는 순간 헬게이트가 열린다.

• Ⅰ. 물

몰이 아니다 개정교육과정에선 2강 중 중화 반응 파트만 살아남았다.

1강 '물의 성질' 에서는 그야말로 다른 물질들과 비교해 물만이 가지는 성질에 대해 배우게 된다. 육각형 구조 성질이라든가, 수소 결합이라든가, 쉬워 보이지만 3점짜리로 물에 얼음을 넣고 녹이면 일어나는 물 높이 변화에 대해 물어보기도 한다. 개정교육과정에선 화학2로 올라갔다.

2강 '수용액에서의 반응' 은 초반부터 약해지는 사람이 등장하기 시작하는 부분. 대체로 '앙금 반응'과 '중화 반응' 이 있다. 이 때쯤이면 이온들의 전하량을 슬슬 외워두는 게 편하며, 앙금과 그 앙금의 색깔과 이온의 양에 따른 전기 전도도, 중화 반응 시 발생하는 물과 열 등을 알아두어야 한다. 물론 이건 기본일 뿐이고 사실 주 내용은 A 수용액에 B 수용액을 부어서 일어나는 앙금/중화 반응을 보고 남은 이온수 등을 계산하는 문제. 노가다라고 하는 사람도 있지만, 여러 문제를 접하면서 풀다보면 대략 감이 잡힌다. 화학1 최종보스 1호. 산과 염기도 여기서 배운다.

3강 '물과 우리 생활' 은 센물, 단물이나 정수/하수 처리 과정 등이 있다. 5강의 비누 부분과도 약간 관련이 있다. 하수 처리 과정은 한번 할 때 확실히 외우는 게 좋다.

• Ⅱ. 공기

개정교육과정에선 모두 사라졌다.
1강 '공기의 구성 성분' 은 중요도가 낮아 보이면서도 의외로 고난도 문제로 나온다. 공기를 이루는 성분 산소, 질소, 이산화탄소, 수소 등의 끓는점/녹는점을 물어보거나, 용도를 물어보기도 하며, 제일 중요한 건 연소 실험을 통한 산소의 공기 구성비 문제.

2강 '기체의 성질' 의 경우는.. 수용액에서의 반응 다음으로 골룸스러움을 자랑한다. 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 필두로 물리Ⅰ을 연상케하는 계산문제가 대부분. 게다가 이건 유형도 많은데 정작 교과서 등에서 소개하는 유형은 적거나 부족하다. J자 관, 콕 열기, 그래프를 통한 문제, 혹은 실생활에서 볼 수 있는 현상 등이 있다. 거의 대부분 3점짜리 문제로 뒷면 17~20번 문제 중의 하나로 등장한다. PV=nRT (P : 압력, V : 부피, n : 분자의 몰 수, R : 상수, T : 절대온도(K))와 (밀도)=PM/RT (M:분자량)을 꼭 외우도록 하자. 화학1 최종보스 2호.

3강 '공기 오염과 그 대책' 은 공기 중에서는 좀 나은 편. 스모그나 산성비, 오존층 파괴 등을 설명한다. 과정을 잘 외우는 게 좋다.

• Ⅲ. 금속과 이용

개정교육과정에선 1강과 2강 중 금속의 반응성 파트만 살아남았다.

1강 '금속의 발견과 주기율표'. 주기율표에서 다른건 못 외워도 3주기까지는 꼭 외우자. 주기율표에 빈칸을 쳐놓고 옳은 걸 고르는 문항이 나온다. 그리고 그 다음으로는 할로겐 원소와 알칼리 금속이 있다. 달달달 외우는 수밖에.. 또한 주요 금속인 구리, 철, 알루미늄, 금의 사용 시기나 반응성을 묻거나, 각 금속의 제련 방법을 묻는다. '산화와 환원'도 여기서 배운다.

2강 '금속의 성질과 반응성'은 나올 수도 있고 안 나올 수도 있는 금속의 연성이나 광택 등의 성질을 물어보기도 하고, 꼭 나오는 건 금속 수용액에 특정 금속을 넣어 반응성 비교를 하고, 음극화 보호에 대해 물어보기도 한다. 아래에도 나오는 '이온화 경향'은 꼭 외워야 한다. 여기서 금속 원자의 질량으로 금속이나 용액의 질량 변화를 묻기도 한다. 이중 반응성과 이온화 경향은 화학1 최종 보스 3호라고 부를 정도라고 할 정도로 어렵다고 한다. 그리고 그것은 개정교육과정에서도 보스로 넘어왔다

3강 '금속과 우리 생활'은 철의 부식 과정, 음극화 보호, 도금, 그리고 합금이나 중금속이 나온다. 가끔 신소재 합금이 나와 공부하지 않은 학생들에게 절망을 안겨주기도 한다 카더라

• Ⅳ. 탄소 화합물

개정교육과정에선 1강만 살아남았다.
1강 '탄화수소'. 기체의 성질이나 수용액 반응이나 금속의 반응성 등처럼 계산을 어려워하는 사람이 있는 반면 암기나 이해에 약하다면 탄소 화합물에서 좌절한다. 1강 탄화수소에서는 탄소에 결합된 수소의 양에 따라 포화, 불포화 탄화수소를 묻거나 구조에 대해 묻기도 한다. 그림을 보고 잘 구분하는 법이 필요하다. 첨가/치환 반응도 중요.

2강 '탄화수소 유도체'는 가장 중요하다. 그림이 주어지면 그 구조식에 달린 여러 작용기를 보고 그 작용기마다 가지고 있는 고유의 성질이나 가능한 반응 등을 전부 외워야 한다. 여담으로 이 단원은 다른 단원처럼 계산으로 푸는 게 아니라 보기에서 온갖 질문이 주어진다. 쉽게 말하면 탄화수소의 성질에 대해 조금이라도 모르면 보기 중에서 갈등하는 경우가 생긴다. 물론 타 단원에서 나오는 것도 보기로 가끔 끼여 있기도 하다. 모두 완벽하게 외우도록 하는게 중요하다.

3강 '탄소 화합물과 우리 생활' 에서는 그 '고분자 화합물' 이 등장한다. 안타깝지만 이것도 외우는 거다.(...) 그러나 유도체를 모르면 여기서 할 수 있는 게 아무것도 없는 것이나 마찬가지이다. '첨가 중합' 과 '축합 중합', '열가소성' 과 '열경화성'을 확실히 알아두어야 한다. 고분자 화합물은 크게 '플라스틱', '옷감', '고무', '천연 고분자 화합물'로 나뉘어진다.

• Ⅴ. 실생활과 생명 속의 화학 반응

5장이긴 하지만 사실 4장의 연장이라고 보아도 무방하며 개정교육과정에서 2, 3강이 화학2로 올라간 상태.

1강 '비누와 합성 세제' 에서는 2장에서 센물 단물과 겹치는 지식이 있다. 보통 특정 비누와 세제가 어디에 쓰이기 적합한지를 묻고, 비누의 제법을 물어보는 경우도 드물게 있다. 물론 대부분은 탄소화합물로서의 작용기 등의 성질을 물어본다. 개정교육과정에서는 삭제되었으나 융합형 과학에는 나온다.

2강 '의약품'은... 딱히 외울 필요 없다. 그림으로 처음 보는 구조식들이 주어지고 그걸 보고 작용기를 따지는 것. 그러니까 이것도 유도체 문제이다. 굳이 알아둘 게 있다면 아스피린의 재료인 살리실산.

3강 '환경 오염과 대책'은.. 전 단원에서 나온 것들이 짬뽕되어 나온 것. 사실 딱히 할 필요가 없다. 전 단원에서 배운 것들과 겹치기 때문에.

참고로 화학Ⅱ에서는 화학Ⅰ에서는 생각도 못할 내용들이 갑작스레 추가되어서 Ⅰ,Ⅱ의 난이도차이는 상당하다. 열화학 반응식이라든가, 질량 작용의 법칙(흔히들 평형 상수식이라고 알고 있는 그것)이라든가, 산염기 중화 적정이라든가, 산화환원 반응식 미정계수 결정이라든가.

4.2.1 교육 과정에 대한 논쟁

대한화학회에서는 이 과목에 치를 떤다는 듯. 이투스의 모 강사도, 화학1이란 이름보다는 기술가정2란 이름이 더 어울린다고 칭할 정도. 원래 6차 교육과정에서 공통과학을 배운 후 1이 붙은 과학과목은 실생활과 밀접한 쉬운 방향으로 문과 학생들이 배우게 되어 있었고 2가 붙은 과학과목은 이론적이며 대학교에서 배우는 과학의 예비단계로서 이과생들이 공부하게 되어 있었는데, 7차에서 1 and 2 체제로 변경되면서 화학만 생뚱맞게 그 스타일 그대로 남은 것이다.

• 옹호론

근데 사실 이럴 수밖에 없는 게, 화학을 이론 중심으로 가르치려면 정말로 방대한 분야를 서로간의 공통된 접점이 거의 없음을 감수하면서 체계화해야 한다. 화학 문서를 보면 알 수 있을 것이다. 아, 엄밀히 말하면 이 '분야간의 공통된 접점'은 현대 과학에 존재하기는 하는데, 이 공통된 접점이 화학에 있지 않고 물리학에 있다. 거기다가 바로 이 쪽을 다루는 분야가 화학도라면 치를 떠는 그 물리화학인데, 화학과 물리학 양쪽에서 둘 다 수준급이 되고 나서야 들이댈 수 있는 분야이다. 화학 문서를 보면 알 수 있듯이 화학에서 쓰는 머리와 물리학에서 쓰는 머리는 다른데, 이 두 분야를 모두 수준급으로 배워야 한다는 것이다. 거기다가 이 학문은 현재 실시간으로 개척이 진행중인 학문으로, 당연하게도 고등학생이 배울 내용이 아니다. 거기다가 과학사적으로 화학은 어차피 물리학처럼 이론이 먼저 나오고 실험이 그 뒤에 나온 과학이 아니라 실험이 먼저 나오고 이론이 그 뒤에 나온 과학이기 때문에, 초심자에게 이론을 체계화하는 방식으로 화학의 개념을 잡는 것은 화학사의 발전에 역행하는 방법일뿐만 아니라 극도로 어렵기가지 한 방법이다. 몇 가지 예를 들어 주면, 현대 화학에서는 기초 중에 생기초로 치는 이온화설은 19세기 후반에 가서야 등장했고, 그 당시에는 '허무맹랑한 소리' 취급을 받았다. 또한 역시 기초 중에 생기초로 치는 원자의 구조는 20세기 초반에 들어서야 실체가 밝혀졌고, 그 중에서도 원자가 전자 이론은 현재까지도 실체가 밝혀지지 않은 상태이다(원소의 결합수에 대한 개념은 19세기 이전 유기화학 시절부터 있지 않았냐고 묻는다면 할 말은 없다. 다만 그 당시의 결합수 개념은 화학 결합을 설명하기 위해서 끼워맞춰서 만든 아드호크 가설에 지나지 않았다. 원소마다 각각 고유의 결합수가 존재한다는 증거는 화학 결합을 제외하면 전무하고, 결합수를 가정함으로써 화학 결합 이외의 다른 현상을 설명할 수 있게 된 것도 아니었다). 반면 물리학은 17세기 후반 아이작 뉴턴의 프린키피아에 의해, 일상 범위에 대해서는 모든 이론을 이미 정립하고 시작한다. (일단 화학사 연표를 보면 맨 처음엔 로버트 보일이란 사람이 쌩뚱맞게 혼자서 등장하더니, 거기서 100년이 지나야 게이뤼삭이나 샤를, 아보가드로 같은 초기 화학자들이 등장하기 시작한다. 그런데 아이작 뉴턴은 저 로버트 보일과 동시대의 사람이다)

일단 당신이 재수생 이상이거나 화학 과외를 뛰고 있는 대학생이라면, 자신이 화학의 기본 개념을 아예 모른다고 가정한 뒤 화학2의 이론 화학을 맨 처음에 시작해서 화학1의 실험 화학을 포섭하는 식으로 개념을 잡아 보라. 7차 교육과정에서 원래 제시된 순서대로 얌전히 가는 것보다 배는 더 어려울 것이다.

• 비판론

하지만 실제 화학1을 접하는 학생들의 경우는 화학 지식이 완전히 백지 상태인 것이 아니라 초등학교 및 중학교 과학, 그리고 고등학교 공통과학에서 화학의 기본 개념을 어느 정도 잡은 학생들이기 때문에 화학의 이론적인 내용을 먼저 배우는 것이 매우 어려운 일이라고 보기는 힘들다. 게다가 화학사의 발전에 역행한다는 것이 꼭 잘못되었다고는 볼 수 없는 게, 수학사에서도 원래는 적분이 미분보다 훨씬 먼저 나왔다. 하지만 한국을 비롯한 대부분의 나라의 고등학교 교육과정에서는 미분을 적분보다, 부정적분을 정적분보다 먼저 가르친다. 이렇게 배워야 이해하기 더 쉽기 때문이다. 마찬가지로 지수와 로그 중에서도 로그함수가 더 먼저 나오고 그 다음에 지수가 나왔지만, 교육과정에서는 지수가 로그보다 먼저 나오는 것도 같은 맥락이다. 또한 통계학에서도 원래는 이항분포가 먼저 나온 다음 그 이항분포 식에 가장 가까운 식을 찾는 과정에서 정규분포가 나온 것이다. 관련글 따라서 수학사의 발전 과정과 가장 부합하는 통계 단원 구성은 이항분포->이항분포와 정규분포의 관계->정규분포 순이다. 하지만 이항분포에서 정규분포 식을 이끌어내는 과정은 고등학교 교육과정을 아득히 넘어서기 때문에 현행 교육과정에서는 이항분포->정규분포->정규분포와 이항분포 순으로 설명한다. 내용 이해를 좀 더 효율적으로 하기 위해서라면 역사적으로 나중에 등장한 개념이라도 좀 더 먼저 가르칠 수 있는 것이다. 단순히 '이 학문의 역사가 이렇게 발전했으니까' 배우는 학생들에게도 이 순서를 따르라고 강요하는 것은 어불성설이다. 실제로 현상 중심의 개정 전 화학1과 이론 중심의 개정 후 화학1을 비교해 보면, 이론 중심의 개정 후 화학1이 더 쉽다는 평이 대다수이다. 무엇보다도 이론을 베이스로 깔고 있어야 그 후에 나오는 내용도 이해하기가 쉬워지는 것이다. 물론 14, 15 수능에서 헬게이트를 보여주기는 했지만 이것은 바뀐 교육과정 자체를 탓할 것이 아니라 오로지 짧은 시간에 변별력 가르기에만 집중하는 현 입시 체제를 탓할 일이다.