$H_{2n+1}^+$ (n=1~6) cluster들에 대하여 높은 수준의 순 이론적(ab initio) 양자역학적 방법을 사용하여 분자 구조, 진동 주파수(vibrational frequency), 그리고 해리 에너지 등을 계산하였다. 분자구조는 $H^+_g$까지는 TZ2P+ d CCSD(T) 수준에서 그리고 $H_{11}^+$과 $H_{13}^+$에 대해서는 TZ2P CCSD(T) 수준까지 최적화하였다. 진동 주파수는 여러 basis set에서 SCF 방법으로 계산하였으며, 본 연구에서 최적화된 모든 분자구조들이 local minimum 구조임을 확인하였다. $H_{2n+1}^+$로부터 $H_2$ 의 해리 에너지($D_e$)는 각각의 최적화된 분자구조에서의 에너지 차로부터 계산하였으며, 영점 진동에너지(ZPVE)를 고려하여, 지금까지의 이론 및 실험결과($D_0$)와 비교하였다.

결합제인 coal tar pitch와 petroleum cokes를 주원료로 결합제 함량을 변화시켜 불소 전해용 탄소 전극을 제조한 후 결합제 함량의 변화가 전극특성에 미치는 영향을 조사하였다. 탄소 전극의 특성 조사는 1mM의 $[Fe$(CN)_6$]^{3-}$/$[Fe$(CN)_6$]^{4-}$가 첨가된 0.5M $K_2SO_4$용액에서의 cyclic voltammogram 거동, 기계적 강도, 그리고 $KF{\cdot}2HF$ 용액에서의 전기화학적 거동을 통하여 평가되었으며 이 결과 40 wt%의 결합제가 첨가된 경우 제일 양호한 전기특성을 나타내었다. 이러한 양호한 전극특성은 탄소전극 표면에 생성된 기공이 적절하게 분포하여 실질적으로 전극의 비표면적을 향상시켰기 때문이다.

기체 크로마토그래피에서 PAH와 그것의 유도체들의 상대적 용리시간을 인공신경망분석과 다변량 선형 회귀분석을 사용하여 학습한 후, 시험세트들의 상대적 용리시간을 예측하였다. QSRR에서 PAH와 그것의 유도체의 주요한 설명인자는 분자량의 제곱근, 분자의 연결지수($^1{\chi}_v$), 분자 쌍극자모멘트 및 분자의 길이와 폭의 비율(L/B)이었다. 다변량선형회귀분석에 의하면 큰 분자일수록 용리시간은 길어지며 또한 L/B의 값이 커지면 용리시간이 증가하는 것으로 보아 슬롯이론을 따르고 있음을 알 수 있었다. 반면에 설명인자 사이의 선형 독립성에 영향을 받지 않는 인공신경망 분석결과에 의하면 분자량과 분자 쌍극자 모멘트가 주요한 인자로 작용하고 있었다. 시험세트의 예측 정확도를 나타내는 분산은 선형회귀분석에서는 1.860, 인공신경망분석법에서 0.206으로서 인공신경망 분석법이 다변량회귀분석보다 더 좋은 예측방법임을 알 수 있었다.

단량체인 N,N'-bis(2-pyrrol-1-yl-propyl)-4,4'-bipyridine(bpb)을 유리탄소전극 상에 전기화학적으로 중합한 고분자 피막전극을 erichrome black T(EBT) 와 glutathione(GSSG)의 1:1 용액으로 수식하여 GC/poly-bpb, EBT, GSSG형의 전극을 제작하고 이로써 Zn(II)을 포집한 전극을 제작하였다. 수식된 피막 내에서 이온의 확산계수는 아연이온이 포집되기 전후에 각각 2.43${\times}10^{-15}$과 9.14${\times}10^{-15}cm^2s^{-1}$으로 피막내의 전기화학적 활성자리에서 이탈이 거의 일어나지 않는 안정한 전극이다. 중합된 bpb의 양이 2.83${\times}10^4gmol^{-1}$에 대하여 1.17${\times}10^4gmol^{-1}$의 아연이온이 포집되었다. 이들 중에 산화-환원 과정에서 회합/해리에 관여하는 이온은 포집된 180개의 이온들 중에서 81.7%였다. 이는 EBT 만으로 수식된 전극에서 보다 3배정도 큰 값이다.

77K에서 mer-[Cr(dien)(glygly)]$ClO_4$의 방출 및 들뜬 상태 스펙트럼과 실온에서 적외선 및 가시선 스펙트럼을 측정하였다. 스핀-허용 및 스핀-금지에 해당하는 12개의 전자 전이의 성분을 배정하였다. 관측한 전이를 이용하여 Cr(Ⅲ) 착물에 배위된 원자의 결합성을 결정하기 위해서 리간드장 해석을 수행하였다. 이 연구에서 dien과 glygly 리간드의 아민 N 원자는 강한 $\sigma$-주개 특성을 갖는 반면에, glygly의 펩티드 N 원자는 Cr(Ⅲ) 이온에 약한 $\pi$-주개의 성질이 있음을 확인할 수 있었다.

Octamethylenethiafulvalene(OMTTF)와 $HAuCl_4{\cdot}3H_2O$를 THF 용액 내에서 직접 반응시켜 $(OMTTF)AuCl_4$를 합성하였다. $(OMTTF)_2PtCl_4,\; (OMTTF)_2\;IrCl6{\cdot}2H_2O,\; (OMTTF)OsCl5{\cdot}THF$ 등은 각각 $H_2PtCl_6{\cdot}xH_2O,\;H_2IrCl_6{\cdot}xH_2O$ 및 $H_2OsCl_6$를 사용하여 유사한 방법으로 합성하였다. 합성된 화합물들은 자기적(EPR, 자화율 측정), 분광학적(IR, UV-Vis), 전기화학적(CV) 특성과 전기전도도를 측정하였다. 상온에서의 분말 전기전도도는 모두 ~$10^{-7}\; S{\cdot}cm^{-1}$ 이하의 낮은 전기전도도를 나타내었다. 합성 과정에서 OMTTF로부터 Au, Pt, Ir, Os 금속 화합물로 전하 이동이 이루어져 OMTTF는 완전히 이온화된 $OMTTF^+$ 양이온 라디칼로 존재하였다. $OMTTF^+$ 양이온 라디칼의 안정성은 산화·환원 전위 값에서 확인하였다. 자화율 결과로부터 $(OMTTF)_2IrCl_6{\cdot}2H_2O$ 및 $(OMTTF)OsCl5{\cdot}THF$에서는 $OMTTF^+$ 이온에 존재하는 홀전자와 중심 금속(Ir 및 Os)에 편재화된 홀전자들 사이에는 강한 반강자성 상호작용이 존재함을 알 수 있었다.

피라졸로아진은 농업이나 의약품에서 매우 유용한 화합물등이다. 본 논문에서는 몇 가지 새로운 피라졸로아진의 합성을 보고하고자 한다. 표제 화합물인 3-아미노-1H-피라졸-4-카복실산 에틸을 다이아조화한 후 활성화된 메틸렌 화합물들과 반응시키고 고리화하여 피라졸로[5,1-c][1,2,4]트라이아진 유도체들을 합성하였다. 또한 표제 화합물을 $\alpha$-치환된 신남나이트릴과 반응시켜 피라졸로[1,5-a]피리미딘 유도체들을 합성하였다. 새로 합성된 화합물들의 구조는 화학적 방법과 분광학적 방법을 사용하여 확립하였다.

3-Methoxycarbonylmethylene-2-oxo-1,2,3,4-tetrahydroquinoxaline(7)을 hydrazine hydrate와 반응시켜 3-hydrazinocarbonylmethylene-2-oxo-1,2,3,4-tetrahydroquinoxaline(8)을 합성하였다. 화합물 8을 alkyl (ethoxymethylene)cyanoacetate류와 반응시켜 [(quinoxalin-2-ylidene)ethanoyl]-1H-pyrazole류(9)를 합성하였고, 화합물 9b를 N-alkylaniline류와 반응시켜 N-alkyl-(quinoxalin-2-ylidene)-N-phenylethanamide류(10)를 합성하였다. 얻어진 화합물 9, 10은 용액에서 enamine 형과 methylene imine 형 사이에 토토머화 현상을 나타내었는데, 이들의 토토머비를 $^1H$ NMR 로서 측정하였다.

조합화학은 한번에 여러 후보 물질을 소량 합성하여 원하는 물성을 갖는 물질을 탐색하는 기술이다. 본 연구에서는 고분자 착체 조합 화학법을 이용하여, 터븀이 도핑된 $SrO-Gd_2O_3-Al_2O_3$계에 대한 형광 물질을 합성하고 특성을 검색하였다. 합성 실험은 세 성분의 조성이 약 0.05몰씩 차이를 갖게하되 모든 금속 이온 당량의 합이 1몰이 되도록 작성한 조성표에 따라 금속이온 용액, 구연산 용액 및 에틸렌 글리콜 용액을 사용하여, 고분자 착체 전구체를 형성하는 Pechini법으로 합성하였다. 합성된 전구체를 1000~1500$^{\circ}C$로 열처리한 후 제조된 분말을 UV PL(Photoluminescence)과 VUV(Vacuum-UV: 147nm) PL로 측정하여 그 특성을 검토하였다. 또한 합성된 분말의 결정성과 입자형상은 XRD와 SEM을 이용하여 확인하고 관찰하였다. UV PL 측정 결과, 240nm 여기하에서는 $Sr_{0.6}Gd_{0.12}Al_{0.17}Tb_{0.1}$$O_{\delta}$, 275 nm 여기하에서는 $Sr_{0.03}Gd_{0.89}Al_{0.03}Tb_{0.06}O_{\delta}$와 $Sr_{0.6}Gd_{0.12}Al_{0.17}Tb_{0.1}O_{\delta}$ 그리고 307nm 여기하에서는 $Sr_{0.03}Gd_{0.89}Al_{0.03}Tb_{0.06}O_{\delta}$의 조성에서 543nm의 발광 세기가 크게 나타났다. 그리고 VUV PL 측정 결과는 $Gd_{1-x-y}Al_xTb_yO_{\delta}$: 0.595 < x < 0.733, 0.016 < y < 0.017 그리고 $Sr_xAl_{1-x-y}Tb_yO_{\delta}$: 0.049 < x < 0.064, 0.02 < y < 0.039의 조성범위에서 345nm 의 발광세기가 크게 나타났다. 이 조성의 녹색 형광체는 plasma display panel에 적용 가능하다.

이 연구의 목적은 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 개발하여 이를 적용한 수업이 학생들의 탐구능력 신장에 미치는 효과를 알아보고, 실험을 수행하는 과정에서 일어나는 상호작용을 학생들의 인지수준에 따하 분석하는 것이었다. 이를 위하여 남녀공학 중 학교 2학년 197명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험 수업을 통제집단에는 전통적인 실험수업을 한 학기에 걸쳐 적용한 후 과학 탐구능력 검사를 실시하였으며, 학생들의 인지수준에 따른 상호작용을 분석하고 이 실험 수업에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 적용한 수업이 전통적인 실험 수업에 비하여 학생들의 과학 탐구능력 신장에 효과가 있있다. 탐구실험 수업 과정을 살펴보면, 학생들의 인지 수준에 따라 상호작용 참여 정도에 차이가 있었으며, 같은 인지수준이더라도 모둠 구성 방식에 따라 상호작용의 형태에 차이가 있었다. 인지수준이 높은 학생은 학생들 사이의 상호 작용에서 주도적이며 교사와의 상호작용에도 적극적으로 참여하였고, 인지수준이 낮은 학생은 인지수준이 높은 학생을 추종하는 경향이 있으며 교사와의 상호작용에는 소극적이었다. 실험 수업에 대하여 학생들은 탐구실험 수업이 모둠원들과 상호작용 할 기회를 제공함으로써 토론을 많이 하게 되고, 동료로부터 도움을 받아 어려움을 해결할 수 있었다고 응답하였다.

이 연구의 목적은 제 6차 교육과정에 의한 중학교 1학년 과학 교과서 분별 증류 실험의 문제점을 파악하고, 중학생들이 분별 증류 실험을 능률적으로 수행할 수 있는 실험 방법을 제시하고자 하는 것이다. 이를 위한 첫 번째 단계로서 현재 사용되고 있는 8종의 과학 교과서를 분별 증류 실험 장치와 액체 혼합물의 종류에 따라 6가지로 분류하였다. 두 번째 단계로서 액체 혼합물을 가열 방법에 따라 직접 가열과 물 중탕 가열로 나누어 교과서 실험과정에 따라 같은 실험을 세 번 실시하였다. 세 번재 단계로서 실험 결과의 문제점을 해결하기 위한 대안 실험을 실시하였다. 대안 실험에서는 알코올 램프로 직접가열 하는 방법과 기름 중탕으로 가열하는 방법, 그리고 가열 맨틀을 사용하여 가열하는 방법을 사용하였다. 연구결과, 가지달린 둥근 플라스크를 직접 가열하는 실험 결과가 가지 달린 시험관을 물 중탕으로 가열하는 실험 결과보다 이론적인 결과에 근접하였다. 그리고 가지 달린 둥근 플라스크를 직접 가열하는 실험에서 플라스크 윗 부분을 보온해 주는 실험이 보온하지 않은 실험보다 실험 결과가 더 나았다. 대안 실험에서는 액체 혼합물의 증류 온도 증가를 보면서 가열 맨틀의 가열 온도를 올려 준 실험의 결과가 이론적인 결과에 가장 가까웠다. 이러한 연구 결과로부터 가지 달린 시험관을 물 중탕으로 가열하는 분별 증류 실험장치는 탐구실험 수업에 부적절한 것이므로 개선이 요구되며, 중학교 과학실 여건을 고려할 때, 액체 혼합물의 증류 온도 증가를 보면서 가열 맨틀의 가열 온도를 변화시키는 분별 증류 실험이 가장 능률적인 방법임을 알 수 있었다.

본 연구에서는 제6차 교육과정에 의거하여 개발되어 현재 고등학교에서 사용중인 화학 I교과서에서 과학-기술-사회(Science, Technology and Society, 이하 STS) 내용 및 활동 유형, 제시 방식 등을 검토하고, 이 결과을 외국의 대표적인 고등학생용 STS 자료를 분석 한 결과와 비교하여, 장차 제7차 교육과정에 의거하여 개발될 고등학교 화학 I교과서에서 적절한 STS 내용 및 구성 방식을 제시하였다. 본 연구에서는 현행 고등학교 화학 I교과서 중 임의로 5종을 선택하여 STS내용, STS 교수 학습 활동 유형, STS 내용 제시 양식, STS 내용의 포함 정도를 기준으로 하여 분석하였다. 그리고, 외국의 STS 프로그램 중에서 Chemistry in the Community, Science and Technology in Society, Chemistry; The Salter's Approach를 선택하여 구성 방식의 특징, 교재에서 다루고 있는 학습 주제 및 우리 나라 화학 I교육과정과의 관련성을 분석하였다. 연구결과에서 학습 내용적인 살펴보면, 제 6차 교육과정에 의거하여 개발된 화학 I교과서에서는 주로 '사회적 문제','과학의 응용성', '과학의 다차원성'만 다루고 있고, '과학에 관련된 직업에 대한 인식'과 '실제 문제에 대한 협동 작업'과 관련된 내용은 전혀 없으므로 다양한 측면의 STS 내용을 다루고 있지 않다고 볼 수 있었다. 반면, 외국 교재에서는 과학${\cdot}$기술과 관련된 직업을 소개하는 난이 독립적으로 되어 있거나 실제로 의사 결정을 해야 하는 내용 등 다양한 내용을 다루고 있었다. 활동 유형을 살펴보면, 지역에 대한 사례 조사, 역할 놀이, 다양한 의사 결정 활동 등 다양한 학생 활동을 제시하고 있는 외국 STS 교재에 비하여 우리나라 화학 I교과서는 설명 위주였으며, 조사와 토론 활동이 대부분이므로, 학생 활동이 상당히 빈약하다고 볼 수 있었다. 그러나, 중학교 과학 교과서에 비하여 STS 내용 포함 비율은 높아졌으며, 책마다 STS에 대하여 따로 소개하고 있어서 우리 나라의 화학 교과서가 STS적인 성격을 띠려고 시도하고 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 바탕으로 하여, 우리 나라 제 7차 교육과정에 의거한 화학 I교과서에서의 STS 내용 및 구성 방식을 제안하였다.