물의 성질부터 생명의 탄생까지,
물 한 방울로 말끔하게 이해하는 화학의 지도

물은 영하에서도 흐를 수 있을까?
수돗물 한 컵에 얼마나 많은 에너지가 들어있을까?
물로 이 우주 어딘가에 있는 생명을 찾을 수 있을까?
화학을 알면 더 맛있게 먹을 수 있을까?
단 두 개의 수소 원자와 한 개의 산소 원자로 이뤄진 물에서
끊임없이 솟아나는 화학의 재미를 만끽해보자.

우리는 물 없이 살 수 없다. 우리의 몸을 구성하고 의식주 모든 것에 영향을 미치며 모든 생명의 바탕이라 할 수 있는 물은 우리 일상에 맞닿아 있는 까닭에 그 존재를 너무나 당연하게 여기곤 한다. 그런데 수소 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 구성된, 이 단순한 물 분자가 들여다볼수록 독특하고 알아갈수록 신기한 존재라면 어떨까?

《물 한 방울로 끝내는 화학 공부》는 무기화학, 유기화학, 생화학 등 다양한 분야의 화학자들이 물과 관련된 화학 지식을 쉽고 흥미진진하게 풀어낸 책이다. 가장 간단해 보이지만 과학적으로 항상 숙제를 안겨주는 물을 통해, 화학의 세계가 얼마나 다채로운지 알려준다.

화학자들은 물의 수소/산소 동위원소비로 실종자의 신원 확인을 돕고, 물이 영하에서도 얼지 않고 흐르는 온도 영역을 탐색하며, 실험실에서는 각종 사고 때문에 분리하려 애쓰지만 또 한편으로 마냥 멀리할 수 없어 고민을 거듭한다. 특히 물은 알츠하이머병 등의 질환을 촉진하는 요소를 연구하는 데 꼭 필요하고, 연료전지처럼 산화/환원 반응을 통해 에너지를 생산하는 것과도 관련된다. 또한 지구를 지구답게 하는 핵심 구성 요소이자 우리가 일상에서 즐기는 음식을 더욱 맛있게 만들어주는 요리사이기도 하기에 화학자들의 관심을 한 몸에 받는다.

이처럼 물은 화학 반응이 일어나기 위한 ‘사건의 지평선’이자 화학적 단서를 담은 ‘정보의 저장소’이며 가장 근본적인 ‘화학적 인프라’라 해도 지나치지 않다. 우리는 물 한 방울을 과학적으로 이해하는 데서 화학 공부를 본격적으로 시작해볼 수 있다.

대한화학회 화학대중화위원회에서 기획하고 《들뜨는 밤엔 화학을 마신다》 《나노화학》을 지은 ‘하드코어’ 화학자 장홍제, 《알-케미아》를 지은 부산대 화학과 교수 최정모 등 대중 과학서를 쓴 저자들과 대한화학회 소속 신진 화학자들이 함께 쓴 이 책은, 물·화·생·지 앞에서 머리를 쥐어짰던 교양 독자들, 지금 화학 공부를 막 시작하려는 고등학생들, 이들을 가르치는 교사들에게 재밌고 유용한 화학 입문서가 돼줄 것이다.

“물은 생명을 잇는 매개체이자 자연과 인간을 조화롭게 이어주는 존재입니다. 얼음이 녹고 증기가 되어 하늘로 오르듯, 물은 끊임없이 순환하며 생명을 살리고 세상을 변화시킵니다. 그 변화의 이면에는 언제나 화학의 원리와 아름다움이 숨어있습니다. 화학은 결코 어려운 학문이 아닙니다. 다만 우리는 그 언어를 익숙하지 않은 방식으로 들어왔을 뿐입니다. 이 책을 통해 화학이 얼마나 따뜻하고 또 얼마나 인간적인 학문인지를 새롭게 느끼시길 바랍니다.”
- 대한화학회 회장 이필호

화학은 정말 위험하고 더러우며 어려운 과학일까?
- 대한화학회가 화학대중화를 위해 선보이는 본격 교양서
- 물 한 방울로 펼쳐 보는 삶 속의 화학

치약부터 플라스틱 용기까지 우리 일상에 깊숙이 들어와 있어 알수록 쓸모 있고 흥미도 불러일으키는 학문, 화학. 하지만 교과서와 참고서를 펼치고 공부에 돌입하는 순간, 있던 흥미도 순식간에 증발하기 일쑤다. 물질의 운동부터 우주까지 넘나드는 물리학, 생명의 탄생과 형성을 다루는 생물학, 거대한 지각 현상을 탐색하는 지구과학과 달리, 화학은 ‘위험하고 더러우며 어려운 학문’처럼 느껴지기도 한다.

《물 한 방울로 끝내는 화학 공부》는 화학에 손이 가지 않거나 공부를 시작하려 해도 좀처럼 지속하기 어려운 이들을 위해 준비한 책이다. 화학이 위험하고 더러우며 어려운 과학이라는 편견을 깨는 이 책은 개념 위주의 학습을 요구하거나 복잡한 계산식을 제시하지 않고도 누구나 화학 공부를 시작할 수 있게 돕는다.

대한화학회 화학대중화위원회가 기획하고 현장에서 활발하게 연구하고 있는 신진 화학자들이 쓴 《물 한 방울로 끝내는 화학 공부》는 말 그대로 물 한 방울로 삶 속의 화학을 펼쳐 보인다. 이 책은 우리에게 무척 친숙할 뿐만 아니라 모든 생명이 존속하려면 반드시 필요한 물에서 화학의 다채로운 면모를 하나하나 살핀다. 독자들은 수소 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 이뤄진, 간단한 물 분자(H2O)가 들여다볼수록 단순하지 않음을 알 수 있다.

하나의 물질이 갖는 8가지 모습에서 화학 공부의 기쁨을 맛보다
- 8명의 화학자가 그려낸 화학의 다채로운 지도
- 가장 익숙한 것에서 가장 근본적인 것을 발견하는 즐거움

물은 간단한 화학적 구성과 달리 화학자들에게 여러 가지 숙제를 안기는 물질이다. 물은 여러 물질을 녹일 수 있는 아주 일반적인 용매지만, 실험자가 원하는 결과를 얻으려면 불순물 없는 물이 필요하다. 불순물 없는 물을 만들어내는 과정과 그것이 공기 중에서 변질되는 과정 자체가 화학의 연구 대상이며, 여기서 화학의 주요 원리인 산염기 반응을 도출할 수 있다.

《물 한 방울로 끝내는 화학 공부》는 산염기 반응이라는 기초적인 원리에서 이야기를 시작한다. 화학자들은 산염기 반응에 대한 이해를 통해 원자력발전소의 냉각수 문제를 해결하고, 수소/산소 동위원소비로 실종자의 신원을 파악하는 데 도움을 준다. 물이 영하에서도 흐르는 과냉각 현상을 탐색하며, 물이 물질과 다양하게 결합하는 방식을 연구해 우리에게 필요한 물질을 생산하거나 실험실에서 발생할 수 있는 사고를 예방한다. 물이 우리 몸에 미치는 영향을 연구함으로써 치료약이 개발되지 않은 질병을 완화하려 애쓰고, 물에 담긴 에너지를 활용해 우리 삶을 더 낫게 만드는 데 기여한다. 또한 물을 통해 우주에 다른 생명체가 존재할 가능성을 탐색하며, 음식을 더욱 맛있게 먹는 방법도 찾게 해준다.

이처럼 물 한 방울로 알 수 있는 과학적 사실이 무궁무진하기에, 우리는 일상과 밀착한 물을 통해 가장 익숙한 것에서 가장 근본적인 것을 발견하는 즐거움을 느낄 수 있다. 《물 한 방울로 끝내는 화학 공부》는 화학 공부를 막 시작하려는 사람들은 물론, 화학의 어려움에 골머리 앓았던 이들도 한결 가벼운 마음으로 화학의 세계에 입문하도록 돕는 지도가 될 것이다.