비대칭성이란 무엇이고 어떻게 나의 분자들에 들어와 있을까? - 마이클 에반스(Michael Evans)

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초기 유기화학시대의 화학자들은,
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분자는 원자로 구성되고 화학결합을 통해
연결되어 있다고 이해 했습니다.
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그러나, 3차원 구조를 가진 분자들은
직접 볼 수 없어서 아주 불분명 했죠.
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분자들은 간단한 연결 그래프로
표현되었죠, 여기에 보이는 것처럼요.
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19세기 중엽의 상식적인 화학자에게
이러한 평면적 표현으로는,
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그들의 수많은 관찰결과를
설명할 수 없었다는 건 분명했어요.
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하지만 화학이론은 3차원 분자구조를
만족스럽게 설명해 줄 수 없었죠.
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1874년, 밴트 호프라는 화학자가
놀라운 가설을 발표했습니다.
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포화 탄소원자 4개의 결합이
4면체의 꼭짓점을 가리킨다는 것이었죠.
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그의 가설을 이론적으로 증명할
양자혁명까지는 25년 이상 걸릴겁니다.
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그런데, 밴트 호프는 그의 이론을
[선광]을 이용하여 입증했습니다.
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밴트 호프는 네개의 다른 원자 또는
그룹 중앙에, 탄소를 포함한 화합물만이
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평면 편광 회전한다는 것을
알아차렸습니다.
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확실히, 이런 종류의 화합물에는
어떤 독특한 것이 있습니다.
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여기 두개의 분자를 보시죠.
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각기 중앙의 4면체의
탄소원자에 의해 특성화되어,
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4개의 서로다른 원자와 묶여있습니다.
브로민, 염소, 불소 그리고 수소죠.
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두 분자가 같을것이라 결론 짓는것으로
여겨질 수 있을지 몰랐습니다,
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그것들이 무엇으로 구성되었는지
우리끼리만 고려한다면요.
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하지만, 정말 똑같은지 확인하기 위해
두 분자가 완벽하게 겹치는지 보시죠.
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우리가 원하는 대로 두 분자를
돌리고 변형할 수 있다고 합시다.
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그런데 놀랍게도,
분자를 어떻게 움직이던
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두개를 완벽하게 겹치는 것은
불가능하다는 것을 알았습니다.
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이제, 여러분의 두 손을 보시죠.
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여러분의 두 손은, 같은 부분을
갖고있다는 것을 확인하세요.
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엄지, 손가락, 손바닥 등이요.
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위에 말한 두 분자와 같이, 두 손은
같은 요소들로 구성되어 있습니다.
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게다가, 손가락의 사이간격도 같습니다
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검지는 중지 다음에 있고,
그 옆에는 약지가 있는 등등.
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우리의 분자가설과 똑같이 적용됩니다.
그들의 모든 내부 간격이 똑같고요.
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그들 사이의 유사성에도 불구하고,
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여러분의 손과 우리의 분자는
확실히, 같지 않다는 것입니다.
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여러분의 손을 다른 손에
완벽하게 겹치려고 해 보세요.
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좀전에 분자들로 했던 것처럼,
완벽하게 되지 않는다는 것을 아시죠.
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이제 손바닥을 다른쪽으로
향하게 놓아 보세요.
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검지 손가락 두개를 흔들어 보세요.
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여러분의 왼손이 마치 오른쪽에서
거울을 보는것과 같다는 걸 알겠죠.
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다른말로, 여러분의 손은
'거울이미지 (경상)'인 것입니다.
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우리의 분자도 마찬가지입니다.
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분자들을 돌리면 하나가 다른하나를
거울로 비춰보게 됩니다.
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여러분의 손과 우리의 분자는
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[분자 비대칭성]이라는 공통의 공간적
속성을 가진 '좌우상' 이라고도 하죠.
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분자 비대칭성이란 바로
지금 설명한 것을 의미 하는데요,
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비대칭 물체는 거울이미지와
정확히 일치하지는 않습니다.
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비대칭 물체는 화학과 일상 생활에서
아주 특별한데요,
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예를들어, 나사또한 비대칭입니다.
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그것이 바로 '왼나사'와 '오른나사'가
왜 필요한지의 이유입니다.
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그리고 믿건 말건, 어떤 형태의 빛은
비대칭 나사와 같은 반응을 보입니다.
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모든 선형으로 압축된 평면편광 빔은,
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우로가는 부분과 좌로가는 부분이
같이 회전하며 만들어 내는 것입니다.
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비대칭분자는 이러한 빛줄기 안에서,
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두 비대칭 요소와 서로 다르게
상호작용을 하는 것입니다.
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결과적으로 빛의 한 요소는
다른요소에 비해 일시적으로 느려집니다.
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빛줄기에 미치는 영향은
최초 빛의 면에 의한 회전인거죠.
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아니면, [선광]이라고도
알려져 있습니다.
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밴트호프와 후대의 화학자들은,
4면체 탄소의 비대칭 이치가
4:22 - 4:25

이 흥미로운 현상을 설명할 수
있다는 것을 깨달았습니다.
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분자 비대칭성은 화학에서 모든 흥미로운
현상을 관할하고 일상생활도 마찬가지죠.
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인간은 대칭을 좋아하는 경향이 있어요.
그래서 주위를 보면,
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사람에 의해 만들어진 비대칭 물체는
드물다는 것을 알겁니다.
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그러나 비대칭 분자는 분명히
모든곳에 있습니다.
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선광같이 독립적인 현상들도,
4:46 - 4:49

함께 가구에 나사를 조이는것도,
박수를 치는것도,
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모두 이러한 흥미로운 공간 속성과
관련이 있습니다.

Title:: 비대칭성이란 무엇이고 어떻게 나의 분자들에 들어와 있을까? - 마이클 에반스(Michael Evans)
Description:: 비대칭성의 흥미로운 특성에 대한 이 강의를 보시고, 분자특성에 대한 여러분의 이해도를 높여 보세요. 거의 똑같아 보이지만 완전한 거울이미지 처럼은 아닌 두 분자의 신비한 유사성을 이해하는 데에, 여러분의 손이 바로 그 비밀입니다.

강의: 마이클 에반스(Michael Evans)
영상제작: 사프와트 살림, 콰에드 퉁(Safwat Saleem and Qa'ed Tung)

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Video Language:: English
Team:: closed TED
Project:: TED-Ed
Duration:: 05:05

	Jeong-Lan Kinser approved Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 9:29 AM
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:18 AM
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:18 AM
	Jeong-Lan Kinser accepted Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:16 AM
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:15 AM
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:15 AM
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:15 AM
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans	Apr 14, 2015, 5:04 AM

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Revision 20 Edited

Jeong-Lan Kinser Apr 14, 2015, 5:15 AM

비대칭성이란 무엇이고 어떻게 나의 분자들에 들어와 있을까? - 마이클 에반스(Michael Evans)

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