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​설빙​ [889877] · MS 2019 (수정됨) · 쪽지

2019-12-14 22:40:57
조회수 6,093

학과소개 - 화학과

게시글 주소: https://i.orbi.kr/00026237600

1. 서론


화학은 물질을 구성하고 있는 가장 기본적 요소인 원자와 분자의 구조와 성질을 밝히는 학문으로, 물질을 다루는 모든 자연과학 및 공학 분야에 있어 필수적인 토대를 제공하고 있습니다.


화학의 목표는 화학변화를 뒷받침하는 원리를 분자수준에서 이해하여 이를 응용해 거시세계에서의 의도된 반응을 가능하게 하고, 인류에 도움이 되는 새로운 화합물을 창출하여 삶의 질을 향상시키는데 사용되도록 하는 것입니다.


1661년 보일이 화학과 연금술을 구분하고 원자, 분자, 화학 반응에 대한 개념을 정리한 이후로부터 화학은 물질의 변환과 발견을 통해 새로운 물질의 창조해냈고 의약품, 새로운 소재, 신에너지 등 인류 복지와 직결되는 핵심적인 분야들을 발전해 나갔습니다.


끊임없는 화학 연구의 결과물인 의약품, 농약, 비료, 플라스틱과 같은 합성수지 등이 없었다면 현대 인류는 지금과 같은 고도의 문명을 일구어 내지 못했을 것이며, 전자공학, 생명과학, 재생 에너지 등의 공학적 발전도 새로운 소재의 개발, 새로운 화학반응 및 분석기법의 개발 등 화학 분야의 뒷받침 없이는 불가능할 정도로 화학은 현재 사회에서 매우 중요한 역할을 해내고 있습니다.


따라서 화학을 한줄로 요약하자면,


“물질을 구성하고 있는 기본 성분과 고유한 성질 및 구조를 이해하고, 이들이 서로 상호작용하여 어떠한 반응이 일어나서 어떻게 변환되는지 등을 연구하는 학문”


으로 요약할 수 있습니다.



2. 화학과에서 배우는 내용


(그림 1. 연세대학교 화학과 교과과정)


1학년에는 주로 일반화학 수준의 화학1과 화학2 그리고 각각 화학실험1과 2를 배우게 됩니다.


2학년에는 주로 분석화학, 양자화학, 유기화학1, 유기화학2 중 하나의 과목 이상을 수강하게 됩니다


3, 4학년에는 취업에 도움이 되는 전공을 듣거나, 대학원에 진학하게 된다면 화학연구실험전공을 수강하거나 학부생 인턴쉽 프로그램을 통해 연구실에 준비를 하는 과정을 이수하게 됩니다.


하지만 과학고 등에서 선행학습을 하지 않은 이상, 대학에서 화학을 배울 때수학과 물리적 지식의 요구량이 생각보다 많아서 공부를 진행하는 데에 있어 어려움을 겪는 분들이 있습니다. 대체로 고등학교 수준에서는 화학이 물리학보다는 생물학과 많이 연계가 되었지만, 대학교 화학 과정에서는 생물학과 동등하게 물리학과 수학과 연계하여 배우게 됩니다.


(그림 2. 포항공과대학교 화학과 세부전공)


화학은 전통적으로 물리화학, 분석화학, 무기화학, 유기화학 및 생화학으로 분류하고 있었지만, 최근 연구 대상에 따라 나노화학, 생명화학, 정보ㆍ계산화학, 화학생물학 및 환경화학 등으로 구분하기도 합니다.


물리화학은 화학현상의 근원적인 원리를 탐구하는 분야로 물리화학에서 개발된 기법들을 이용하여 20세기에는 꿈꾸지 못했던 나노미터의 규모의 작은 크기의 새로운 기능성 물질을 제안하고 만듭니다. 이러한 나노미터 수준의 크기의 물질들은 최근 화학연구의 중요한 분야이며 이러한 물질을 이용하여 에너지 활용소재를 만들거나 생명현상을 탐구하는 등 댜양한 연구들이 시도되고 있습니다.


유기화학은 탄소 화합물을 중심으로 하는 유기분자들의 합성, 구조 및 반응성을 연구하는 학문 분야로서 다양한 세부분야로 나눌 수 있습니다. 특히 유기화학의 핵심분야라고 볼 수 있는 유기합성화학, 생유기화학, 의약화학, 효소화학을 중심으로 하여 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 대표적인 연구 분야를 들면, 새로운 효소억제제의 디자인 및 합성, 생체 내 신호전달에 관련된 중간체 및 새로운 생리활성물질의 합성, 천연물 등의 합성, 새로운 유기금속화합물의 합성 및 반응성 연구 등이 있습니다.


무기화학은 탄소 및 탄소화합물 이외의 모든 원소 및 무기화합물을 다루는 화학분야로서 전통적인 무기물질에서 벗어나 반도체 화합물, 다공성 유-무기 복합체, 에너지 변화 소재 등 다양한 연구주제로 그 영역을 넓혀가고 있습니다.


분석화학은 물질을 분석하는 기술이나 이론 등을 연구하는 화학의 한 분야로 인류의 생존을 위협하는 환경오염의 해결책과 대체에너지 개발에 초점을 두고 있습니다. 최근 마이크로 사이즈의 화학센서, 바이오센서 및 소형 자동 분석기 등이 개발되어 이러한 센서를 이용한 신기능성 물질의 물리적 화학적 성질을 규명하고, 생리 활성 물질 및 환경오염 물질의 극미량 분석이 활발히 진행되고 있습니다.


고분자 화학은 고분자 화합물에 대한 각종 화학 반응 및 메커니즘과 이들의 구조, 성질 등을 화학적으로 밝혀내는 학문으로, 최근에는 21세기 나노 바이오 분야에 큰 파급효과를 지니는 의료용 고분자를 연구하여 약물전달, 센싱, 분자 영상 등에 응용 가능성을 모색하고 있으며 고분자 나노 복합체, 자기집행고분자, 광학 및 전기특성 고분자를 이용하여 연료전지 등의 새로운 에너지 재료로서 활용 가능성을 극대화시키고 있습니다.


생화학은 모든 생명체 내에서 이루어지는 화학반응, 생물체의 물질 조성 등을 분자 또는 원자 수준에서 연구하는 학문으로서, 21세기 자연과학의 최첨단 분야입니다. 생명 현상의 기본원리를 화학적인 방법으로 탐구함으로써 생물학과 화학을 연결하는 중요한 다리 역할을 하는 학문이라 할 수 있습니다.




3. 학부졸업 후 진로


학부졸업 후 진로는 크게 대학원 진학과 사회 진출로 나뉘게 됩니다.


1. 대학원 진학

국내외 대학원으로 진학하여 연구를 수행한 다음 석박사 학위를 취득해 국가 및 기업 연구소 등 다양한 직종에서 활동할 수 있습니다.

주로 연구하는 분야는 다음과 같습니다.


의/약학 분야 : 항생제, 항암제, 인공장기 등
전자, 반도체, 신소재 분야 : 광학 전자재료, 초전도 소재, 디스플레이 등
석유 화학 산업 분야 : 정유, 합성섬유, 각종 플라스틱 등
에너지 분야 : 배터리, 에너지 저장, 핵 에너지 등
환경 산업 분야 : 폐수처리, 청정 기술, 오염 물질 분해 촉매 등


2. 사회 진출

위에 언급한 의/약학 분야, 전자, 반도체, 신소재, 석유 화학산업, 에너지, 환경 산업 중에서 석/박사 직종이 아닌 학부 졸업 후 취업이 가능한 직종에 취업할 수 있습니다.

만일 안정적인 취업이 목적이라면, 비슷하지는 않지만 그나마 공통점을 가지는 화학공학과에서 배우는 전공들을 중점적으로 공부해 화학공학 쪽으로 취업할 수 있습니다.


화학과와 화학공학과의차이


화학과와 화학공학과의 교육과정상 물리화학, 유기화학, 무기화학과 같이 겹치는 과목들이 있지만, 화학공학은 기존에 개발되어 사용되는 화학제품의 효율적인(엔지니어링) 생산에 대한 원리와 기술과 장치를 고민하는 학문입니다. 화학공학과에서 학사만 마치고 취업하려면 화학보단 기계공학을 중점으로 공부해야 합니다
 
 예를 들어 화학과의 경우 유기화학, 무기화학, 분석화학, 물리화학을 2, 3학년에 걸쳐 심화적으로 배우지만, 화학공학과는 2학년 때 유기화학과 무기화학, 분석화학을 간단하게 배우고 3학년부터는 반응공학, 유체역학, 열역학 등 배운 화학 내용을 기반으로 화학공장 등에서 응용할 수 있는 방법들을 배우고 있습니다.


이 때문에 1,2학년까지는 화학과와 화학공학과와 크게 다르지 않지만, 3,4학년부터 화학공학과는 화학보다는 응용(물리)에 초점을 맞추어서 배운다는 점에서 두 학과가 차이나는 것을 알 수 있습니다.



4. 결론


화학의 목표는 시대에 따라 크게 변하였습니다.


한때 화학은 연금술의 한 분야로 무에서 금을 창출해 낼 수 있는 마법의 학문이었고

한때 화학은 연소에 관한 학문으로 수많은 화학물질과 법칙을 창출해내었고

한때 화학은 원소라는 한 단어를 정의하기 위한 시도로 끊임없는 노력을 통해 주기율표를 완성했고

한때 화학은 의학의 조수로 사람에게 이로운 분자들과 소재들을 만들었습니다.


어떻게 보더라도, 화학자들의 공로로 우리 문명의 수준이 높아졌고, 또 물질의 근본적인 지식에 한걸음 더 나아가게 도움을 주는 학문입니다.


화학과도 학과내용이 아주 어렵고 취향을 매우 많이 타는 학과이긴 하지만, 우리 사회 발전에 있어서 필수적으로 필요한 학문일 뿐더러 화학에 흥미가 있는 분들은 정말 잘 할 수 있는 학문이기도 합니다. 


화학에 관련된 책을 몇개 소개하고 이만 칼럼을 마치도록 하겠습니다.




A. 같기도 하고 아니 같기도 하고 – 로얼드 호프만 지음


“다양한 관점에서 화학이 우리 사회에서 가지는 역할을 조명한 저서”


같기도 하고 아니 같기도 하고


로얼드 호프만의 『같기도 하고 아니 같기도 하고』는 화학이 무엇이고, 화학자가 어떤 마음으로 화학문제를 해결하는지를 다양한 예를 들어 설명합니다. 


우리가 생각하는 화학은 실험실에서 화학물질들을 이용해서 이루어지는 우리의 일상과는 거리가 먼 분야이지만, 화학은 인류의 역사와 함께 발전해왔으며, 우리의 생명현상 자체도 화학이라고 할 수 있을 만큼 화학은 우리의 삶과 밀접하게 연관되어 있습니다. 


이 책에서 호프만 교수는 현대인이 자신의 삶을 제대로 이해하고, 민주시민으로서 사회여론의 결정에서 정당하게 참여하기 위해서는 화학을 필수적인 상식으로 알아야 한다고 주장합니다. 화학의 핵심문제들과 분자의 합성, 메커니즘 등에 관해서 쉽고 흥미롭게 쓰인 이 책을 통해서 우리는 능동적으로 우리가 속한 세계를 이해할 수 있습니다.




B. 사라진 스푼 – 샘 킨 지음


“주기율표에 얽힌 광기와 사랑, 그리고 세계사”


『사라진 스푼』은 금, 규소, 텅스텐, 탄소를 비롯해 주기율표에 나오는 모든 원소들을 일일이 추적하면서, 이 원소들이 역사, 경제, 신화, 전쟁, 예술, 의학과 과학자들의 삶에 어떤 영향을 미쳤는지 생생하게 이야기하는 책입니다. 


아침을 먹으면서 수은에 관한 옛날 일을 떠올리다가 주기율표의 모든 원소는 각자 나름의 흥미롭고 기묘하고 섬뜩한 이야기를 지니고 있다는 사실을 깨달은 저자는 원소에 관련된 발견과 발명, 과학 이론, 역사, 그리고 과학자들에 관한 흥미진진한 일화를 들려주고 있습니다. 


단순히 재미있는 이야기를 들려주는 것에 그치지 않고, 교과서나 교과용 지도서에는 나오지 않는 방식으로 주기율표를 이해하는 방법을 알려주며, 누구나 주기율표를 즐길 수 있도록 도와줍니다.




긴 글 끝까지 읽어주셔서 감사합니다!

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서울대학교 화학과 홈페이지

https://chem.snu.ac.kr/kor/


카이스트 화학과 홈페이지

https://chem.kaist.ac.kr/main/


연세대학교 화학과 홈페이지

http://chem.yonsei.ac.kr/


포항공과대학교 화학과 홈페이지

https://chem.postech.ac.kr/

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