고졸 과학 개념 정리

고졸 검정고시 과학에서 자주 쓰이는 개념을 단원별로 모았습니다. 각 개념 페이지에서 공식과 예제, 실제 기출 기록을 볼 수 있습니다.

물질의 규칙성과 결합

• 빅뱅과 원소의 생성

  우주는 빅뱅 이후 팽창하며 식었고, 이 과정에서 가장 가벼운 수소와 헬륨의 원자핵이 먼저 만들어졌습니다.

  빅뱅 직후 양성자와 중성자가 결합해 수소·헬륨 원자핵 생성

• 주기율표와 원자가 전자

  주기율표는 원소를 원자 번호 순서로 배열하고 화학적 성질이 비슷한 원소를 같은 세로줄(족)에 모은 표입니다.

  족(세로줄): 원자가 전자 수가 같다 → 화학적 성질이 비슷하다

• 이온 결합과 이온의 형성

  금속 원자는 전자를 잃어 양이온이, 비금속 원자는 전자를 얻어 음이온이 됩니다.

  금속 → 전자를 잃음 → 양이온 (Na → Na⁺)

• 공유 결합

  비금속 원자끼리 전자를 주고받지 않고 전자쌍을 함께 써서 결합하는 것이 공유 결합입니다.

  비금속 + 비금속 → 전자쌍 공유

자연의 구성 물질

• 규산염 광물

  지각을 이루는 광물의 대부분은 규소 1개와 산소 4개가 결합한 규산염 사면체를 기본 단위로 합니다.

  기본 단위: 규산염 사면체 (규소 1 + 산소 4)

• 신소재

  기존 물질에 없던 특별한 성질을 갖도록 만든 물질이 신소재입니다.

  초전도체: 임계 온도 이하에서 전기 저항 0, 자석 위에 뜸 → 자기 부상 열차, MRI

• 핵산 (DNA와 RNA)

  핵산은 유전 정보를 저장하고 전달하는 물질로 DNA와 RNA가 있습니다.

  기본 단위: 뉴클레오타이드 (인산 + 당 + 염기)

• 생명체를 구성하는 물질 (탄소 화합물)

  생명체는 물과 무기염류, 그리고 탄소를 기본 골격으로 하는 탄소 화합물로 이루어져 있습니다.

  물: 생명체에서 가장 많은 물질

• 도체·반도체·절연체

  물질은 전기가 통하는 정도에 따라 도체, 반도체, 절연체로 나뉩니다.

  도체: 전기가 잘 통함 (금속, 자유 전자가 많음)

역학적 시스템

• 자유 낙하 운동

  공기 저항 없이 중력만 받아 떨어지는 운동이 자유 낙하입니다.

  중력 가속도 g ≈ 9.8m/s² (계산에서는 10m/s²로 어림)

• 운동량과 충격량

  운동량은 질량과 속도를 곱한 값이고, 충격량은 물체가 받은 힘과 그 힘이 작용한 시간을 곱한 값입니다.

  운동량 p = mv

• 뉴턴 운동 법칙

  뉴턴 운동 법칙은 관성 법칙, 가속도 법칙, 작용 반작용 법칙의 세 가지입니다.

  관성 법칙: 알짜힘이 0이면 정지한 물체는 계속 정지, 운동하는 물체는 등속 직선 운동

• 수평으로 던진 물체의 운동

  수평으로 던진 물체는 수평 방향으로는 속력이 일정한 운동을, 연직 방향으로는 자유 낙하 운동을 동시에 합니다.

  수평 방향: 힘이 작용하지 않아 등속 운동 (속력 일정)

지구 시스템

• 지구계와 권역의 상호 작용

  지구계는 지권, 수권, 기권, 생물권, 외권으로 이루어지고, 각 권역은 서로 에너지와 물질을 주고받습니다.

  지권(암석·토양), 수권(바다·강·빙하·지하수), 기권(대기), 생물권(생물), 외권(대기 밖 우주)

• 판의 경계

  지구 표면은 여러 개의 판으로 나뉘어 움직이고, 판과 판이 만나는 경계에서 지진과 화산 같은 지각 변동이 일어납니다.

  발산형 경계: 판이 멀어짐 → 해령, 열곡대, 새 해양 지각 생성

• 지구계의 탄소 순환

  탄소는 지권, 수권, 기권, 생물권 사이를 형태를 바꾸며 순환합니다.

  기권: 이산화 탄소(CO₂) / 수권: 탄산 이온 / 생물권: 유기물 / 지권: 석회암, 화석 연료

• 화산과 지진

  화산과 지진은 지구 내부 에너지 때문에 일어나는 지각 변동이며, 대부분 판의 경계를 따라 띠 모양으로 분포합니다.

  화산 분출물: 용암, 화산 가스, 화산 쇄설물(화산재 등)

• 지구의 복사 평형과 온실 효과

  지구는 태양 복사 에너지를 흡수하는 만큼 지구 복사 에너지를 우주로 내보내 평균 기온을 일정하게 유지하는데, 이를 복사 평형이라 합니다.

  복사 평형: 흡수하는 에너지 = 방출하는 에너지 → 평균 기온 일정

생명 시스템

• 세포 소기관

  세포 안에는 각자 다른 일을 맡은 작은 구조물인 세포 소기관이 있습니다.

  핵: 유전 물질(DNA)이 있어 세포 활동을 조절

• 효소

  효소는 생명체 안에서 일어나는 화학 반응을 빠르게 해 주는 생체 촉매입니다.

  활성화 에너지를 낮춰 반응 속도를 빠르게 한다

• 세포막과 물질 이동 (확산·삼투)

  세포막은 인지질 2중층과 단백질로 이루어져 필요한 물질만 선택적으로 통과시킵니다.

  세포막: 인지질 2중층 + 막단백질, 선택적 투과성

• 물질대사: 광합성과 세포 호흡

  생명체 안에서 일어나는 모든 화학 반응을 물질대사라 합니다.

  광합성(동화 작용): 이산화 탄소 + 물 → 포도당 + 산소, 엽록체에서, 빛에너지 흡수

• 유전 정보의 흐름 (전사·번역)

  DNA에 저장된 유전 정보는 RNA를 거쳐 단백질로 나타납니다.

  유전 정보의 흐름: DNA → (전사) → RNA → (번역) → 단백질

화학 변화

• 산화와 환원

  산화는 물질이 산소를 얻거나 전자를 잃는 반응이고, 환원은 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응입니다.

  산소 기준: 얻으면 산화, 잃으면 환원

• 산과 염기, 중화 반응

  산은 수용액에서 수소 이온(H⁺)을, 염기는 수산화 이온(OH⁻)을 내놓는 물질입니다.

  산의 공통 성질(H⁺): 신맛, 금속과 반응해 수소 기체 발생, 푸른 리트머스 → 붉게

• 화학 반응에서의 에너지 출입 (발열·흡열)

  화학 반응이 일어날 때는 에너지가 드나듭니다.

  발열 반응: 주변으로 열을 방출 → 주변 온도 상승

• 중화 반응의 양적 관계와 이온 수 변화

  산과 염기가 반응할 때 H⁺와 OH⁻는 1 : 1로 결합해 물이 됩니다.

  H⁺ + OH⁻ → H₂O (1 : 1로 반응)

생물 다양성과 유지

• 변이와 자연 선택

  같은 종이라도 개체마다 형질에 차이가 있는데, 이를 변이라 합니다.

  변이 → 과잉 생산 → 생존 경쟁 → 유리한 개체의 생존·번식 → 형질 전달

• 생물 다양성

  생물 다양성은 유전적 다양성, 종 다양성, 생태계 다양성의 세 수준을 모두 포함합니다.

  유전적 다양성: 같은 종 안의 유전자 차이 (무당벌레 무늬, 사람 혈액형)

• 지질 시대와 표준 화석

  특정 시대에만 번성하고 넓은 지역에 분포했던 생물의 화석을 표준 화석이라 합니다.

  고생대: 삼엽충, 갑주어, 필석

• 대멸종과 생물 다양성의 변화

  지구의 역사에서 짧은 기간에 많은 생물이 한꺼번에 사라진 대멸종이 여러 번 있었습니다.

  대멸종: 비교적 짧은 기간에 많은 생물 종이 사라진 사건

생태계와 환경

• 먹이 관계와 생태 피라미드

  생태계에서 생물은 생산자, 소비자, 분해자로 나뉘고, 먹고 먹히는 관계로 연결됩니다.

  생산자(식물) → 1차 소비자(초식 동물) → 2차 소비자 → 3차 소비자

• 지구 온난화·사막화·엘니뇨

  인간 활동과 자연적 요인으로 지구 환경이 변하고 있습니다.

  지구 온난화: 온실 기체 증가 → 평균 기온 상승 → 해수면 상승, 기후 변화

• 생태계 평형과 환경 변화

  생태계 평형은 생물의 종류와 개체 수, 물질의 양이 비교적 일정하게 유지되는 상태입니다.

  평형 회복: 한 단계의 개체 수가 변해도 먹이 관계로 다시 조절된다

• 생태계 구성 요소와 환경 적응

  생태계는 생물적 요인과 비생물적 요인으로 이루어지며, 두 요인은 서로 영향을 주고받습니다.

  생물적 요인: 생산자, 소비자, 분해자

발전과 신재생 에너지

• 전자기 유도와 발전

  코일 주변의 자기장이 변하면 코일에 전류가 흐르는데, 이를 전자기 유도라 합니다.

  코일을 지나는 자기장이 변할 때 유도 전류가 흐른다

• 열기관과 열효율

  열기관은 열에너지를 받아 일을 하는 장치이고, 공급받은 열 가운데 일로 바뀐 비율이 열효율입니다.

  열효율 e = (한 일 W) / (공급받은 열 Q₁)

• 신재생 에너지

  신재생 에너지는 고갈되지 않고 환경 오염이 적은 에너지로, 태양광, 풍력, 수력, 조력, 지열, 연료 전지 등이 있습니다.

  태양광: 태양 전지가 빛에너지를 전기 에너지로 직접 전환

• 전력 수송과 변압기

  발전소에서 만든 전기는 먼 거리로 보내는 동안 송전선의 저항 때문에 일부가 열로 손실됩니다.

  손실 전력 = I²R (전류의 제곱에 비례)