초등일타과학

이 책을 쓴 쌤의 편지: 이 책을 펼친 멋진 친구에게

1단원. 원자와 분자, 그리고 물질
(과학 교과 연계: 초 3-1, 5-1, 중 2)

1. 원자들은 어디에서 왔을까?
2. 원자들은 쌍둥이 형제가 있어
3. 원자의 종류마다 전자에 대한 욕심이 달라
4. 욕심 많은 산소, 욕심 없는 수소
5. 원자계의 최강 인싸, 탄소 원자
6. 고상한 척하는 헬륨, 네온, 아르곤
7. 전자를 주거니 받거니, 이온의 탄생
8. 소금은 왜 물에 잘 녹을까?
9. 원자가 짝꿍을 만들면 분자
10. 소금은 왜 잘 쪼개질까?
11. 금속은 두들기면 펴진다! 왜?

2단원. 기체의 성질
(과학 교과 연계: 초 3-2, 5-1, 6-1, 중 1)

12. 기체로 잘 바뀌는 분자의 모양은?
13. 이산화탄소는 댄스왕
14. 방귀 소리가 났는데 방귀 냄새는 나중에 나는 이유
15. 뾰족한 것들은 조심해야 해
16. 누구나 저마다의 공기 기둥을 머리에 이고 살지
17. 입으로 분 풍선은 왜 떠오르지 않을까?
18. 추운 겨울에는 왜 공이 잘 튀지 않을까?
19. 바람의 방향은 무엇이 정해주나?
20. 뜨거운 음식을 밀폐 용기에 담고 냉장고에 넣으면?
21. 공기의 압력을 이용한 무기와 기술
22. 깊은 바닷속에 풍선을 가져가면 어떻게 될까?
23. 열기구가 하늘을 날 수 있는 이유는?
24. 오리털 파카가 따뜻한 이유
25. 보온병의 뜨거운 물은 왜 잘 식지 않을까?
26. 김빠진 콜라가 싫으면 차갑게 두자!

3단원. 물질의 상태, 고체 액체 기체
(과학 교과 연계: 초 3-2, 4-2, 5-1, 6-1, 중 2)

27. 물 분자는 춤을 춰! 둠칫 둠칫 둠칫
28. 작은 물방울끼리 만나면 왜 하나로 뭉칠까?
29. 얼음은 왜 물 위에 떠 있을까?
30. 물을 끓일 때 보글보글 기포가 올라오는 이유
31. 물 한 모금에 물 분자는 몇 개? 안전을 위한 지식
32. 뜨거운 냄비 위의 물방울은 춤춘다?
33. 삼겹살 구울 때 기름이 튀는 이유
34. 화를 잘 내는 사람 화를 못 내게 만드는 법
35. 스케이트 날은 왜 날카로울까?
36. 초임계 유체가 뭐야?
37. 기름은 왜 물보다 높은 온도에서 끓을까?
38. 분자 흡열귀(흡혈귀 아님 주의!)
39. 소독 알코올을 바르면 왜 시원할까?
40. 입을 대지 않고 풍선을 불 수 있다?
41. 드라이아이스 빙판에서 스케이트 탈 수 있을까?

4단원. 물과 수용액의 성질
(과학 교과 연계: 초 3-1, 4-1, 5-1, 중 2)

42. 얇은 바늘이 어떻게 물 위에 뜨지?
43. 물방울은 왜 동그랄까?
44. 왜 물방울은 연잎 위를 굴러다닐까?
45. 물방울에 계면활성제를 넣으면?
46. 비누가 때를 씻어내는 원리
47. 커다란 비눗방울 만드는 비밀 레시피
48. 설탕 시럽은 왜 끈적끈적할까?
49. 설탕은 왜 찬물보다 뜨거운 물에서 더 잘 녹을까?
50. 바닷물은 왜 잘 얼지 않을까?
51. 소금물을 끓이지 않고 물만 빼내는 방법
52. 배추에 소금을 뿌리면 숨이 죽는 이유가 무엇일까?
53. 주변에서 콜로이드를 찾아보자
54. 강물은 오래 두어도 투명해지지 않는다?

5단원. 산과 염기, 산화와 환원
(과학 교과 연계: 초 5-1, 5-2, 6-1, 6-2, 중 3)

55. 녹은 왜 슬까?
56. 산(acid)의 탄생
57. 염기(base)의 탄생
58. 산과 염기가 만나면?
59. 소듐 금속을 물에 넣으면 펑 터진다?
60. 배터리는 어떻게 전기를 만들까?
61. 산과 금속이 만나면 보글보글 기체가 생기는 이유
62. 나무가 탈 때 나오는 열은 원래 어디에 숨어 있었을까?
63. 전자 욕심은 상대적이야
64. 자동차 배기관에서 뚝뚝 떨어지는 액체는?
65. 물에 잘 녹는 이온끼리 뭉쳐 놨더니 안 녹는다고?
66. 살인 사건의 범인이 의심을 피한 방법
67. 황산은 왜 독할까?
68. 화학 반응식만 보고도 발열인지 흡열인지 알아내는 방법
69. 경유 자동차에서 매연이 나오는 이유
70. 불타는 휘발유에서는 무슨 일이 벌어질까?

6단원. 분자의 성질과 화학 구조
(과학 교과 연계: 초 3-2, 4-1, 5-1, 6-2, 중 2)

71. 화학 구조에서 작대기는 무슨 뜻?
72. 전자레인지는 물을 데우지만 빈 플라스틱 용기는 못 데운다?
73. 기름과 물은 친해질 수 있을까?
74. 색 탐정 크로마토그래피
75. 원자와 분자의 질량은 어떻게 잴까?
76. 같은 재료 다른 모양, 트랜스와 시스
77. 거울에 비친 손은 모양이 같지만 달라
78. 우주선은 왜 별똥별처럼 불타지 않아?

7단원. 생명의 화학
(과학 교과 연계: 초 6-1, 6-2, 중 2)

79. 태양을 먹고 산다고?
80. 내 몸의 메신저, 호르몬
81. 내 몸속 나무꾼, 효소
82. 뇌의 음식, 포도당
83. 유전자는 효소 로봇 설계도
84. 방귀 냄새는 왜 나는 거야?
85. 세포막이 두 겹으로 된 이유
86. 화학 평형, 자연은 균형을 좋아해
87. 우리 몸을 짓는 재료, 아미노산
88. 투명한 달걀흰자를 삶으면 왜 희고 딱딱해질까?
89. 입이 없는 나무가 물 마시는 방법

8단원. 지구와 우주
(과학 교과 연계: 초 4-2, 5-2, 6-2, 중 2)

90. 구름은 왜 떨어지지 않나?
91. 소나기가 오기 전에는 바람이 쌩쌩 분다
92. 높은 산의 바다 쪽은 왜 비가 잘 올까?
93. 겨울에는 왜 건조할까?
94. 한낮의 사막은 더운데 왜 건조할까?
95. 엑스레이는 숏다리, 적외선은 롱다리
96. 검은색의 정체를 밝혀라
97. 번개 치는 날에는 벌판에 서 있지 마
98. 일상에서 만드는 번개, 정전기
99. 수소 원자를 열 받게 하면 벌어지는 일
100. 오로라의 진면목을 알려 주지

이 비법책의 사용법은 단순해. 이야기를 하나 읽은 다음에 그 이야기를 가족이나 친구들에게 전해 주기만 하면 돼. 그런 식으로 여기에 나오는 이야기들을 네가 직접 전할 수 있게 된다면, 너에게 과학 과목은 전혀 어렵지 않을 뿐 아니라 날개를 달아주는 과목이 될 거야.
이 책을 읽고 난 후의 너는, 읽기 전의 너와는 완전히 다른 사람이 되어 있을 거야.
어때? 이 비법책 읽기에 도전해 보지 않을래?
[이 책을 쓴 쌤의 편지: 이 책을 펼친 멋진 친구에게]

원자에는 탄소 원자(C)와 같은 ‘인싸’가 있지만, 자발적 아웃사이더인 ‘아싸’도 있어. 바로 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar)과 같은 원자들이야. 얘네들은 다른 원자들과 어울리는 것을 아주 싫어해. 아주 특별한 경우가 아니면 절대로 다른 원자와 손을 잡지 않아. 다른 원자들을 아주 하찮게 보지.
원자는 전자를 여러 층으로 두르고 있을 수 있어. 우리가 속옷을 입고 겉옷을 입듯이 말이야. 맨 바깥에 입은 옷이 단추까지 잘 잠겨져 있으면 단정하고 예뻐 보이지? 원자들 사이에서는 맨 바깥에 입은 옷에 있는 전자 단추 구멍이 전자로 모두 채워져 있으면 옷을 잘 입었다고 여겨져.
헬륨(He)은 전자 단추 구멍이 2개인 옷을 입고 있는데, 단추 2개가 잘 채워져 있어. 네온(Ne) 원자는 단추 구멍 2개를 다 채운 속옷을 입고 그 위에 단추 구멍 8개를 전자로 다 채운 겉옷을 아주 단정하게 입었어. 아르곤 원자는 전자 2개로 된 속옷, 전자 8개로 된 겉옷, 그 위에 전자 8개로 된 망토까지 입었지. 이렇게 전자 옷을 잘 갖춰 입은 원자들을 ‘귀족 기체(noble gas)’라고도 해.
이런 애들 주변에 있는 다른 종류의 원자들은 얘네가 얼마나 부럽겠어? 불소(F), 염소(Cl), 브로민(Br), 아이오딘(I), 아스타틴(At) 등 이 5개의 원소를 ‘할로겐’이라고 뭉쳐서 말하는데, 이런 할로겐이라는 원자들은 자신의 가장 바깥에 7개의 전자를 가지고 있어. 마치 겉옷에 단추 하나가 부족한 셈이야. 전자 하나만 더 가지면 귀족 기체처럼 맨 바깥에 두른 전자가 8개가 될 테니까 정말 간절하게 전자 1개를 더 원하지 않겠어?
산소 원자(O)는 가장 바깥에 전자 6개가 있어서 2개의 전자를 더 가지고 싶어 해. 그래서 이런 애들은 욕심이 많아. 호시탐탐 다른 원자에게서 전자를 뺏어 오려고 하지. 많은 원자들이 이렇게 8개의 전자를 자신의 맨 바깥에 두르고 싶어 하는데, 이를 ‘여덟 전자 규칙’이라고 해.
[6. 고상한 척하는 헬륨, 네온, 아르곤]

세상에는 다양한 원자가 있어. 고고한 귀족 기체 원자를 제외하고 나머지 원자들은 무조건 다른 원자들과 같이 있기를 원해. 왜 그럴까? 이유는 하나야. 외로워서 그래. 사람하고 똑같아. 학교에 갔을 때 반갑게 반겨 주는 친구가 아무도 없다면, 늘 같이 놀던 친구가 아파서 혼자서 밥을 먹어야 한다면, 집에 돌아왔는데 엄마도 아빠도 아무도 없다면 많이 외롭겠지? 원자들도 이런 외로움이 싫어서 짝꿍을 만들고 함께 다녀. 이렇게 원자들이 손잡고 분자가 되면 마음이 편해져서 잘 지내.
같은 종류의 두 원자는 모든 것을 똑같이 나누면서 지낼 수 있어. 수소 원자가 다른 수소 원자와 전자를 하나씩 내밀면서 손을 잡아. 전자를 빼앗는 것이 아니라 ‘공유’하는 거지. 하지만 기회가 되면 다른 친구들도 사귀어. 수소 원자가 산소 원자를 만나서 물 분자를 만들듯이 말이야. 이렇게 원자가 다른 원자와 전자를 공유하여 서로 손을 맞잡는 것을 ‘공유 결합’이라고 했지.
한 원자가 다른 원자의 전자를 완전히 빼앗으면 이온들이 만들어지지만, 분자 안에서 원자들은 공유 결합으로 손잡고 다니는 친한 친구가 되지.
[9. 원자가 짝꿍을 만들면 분자]