1,2-Bis(4-pyridyl)ethane 존재 하에서, $La(NO_3)_3{\cdot}6H_2O$와 benzene-1,3-dicarboxylic acid($H_2$BDC)가 수열반응하여 〔$La_4$$(BDC)_6$$($H_2$O)_5$〕($H_2$O) (1) 실험식을 갖는 2차원 lanthanum-BDC 배위 고분자가 합성되었다. 화합물의 1의 구조 분석 결과, 이 고분자는 분명히 구별되는 4개의 La금속들을 함유하고 있었다. 3개의 La금속들은 7-배위를 하고 있으며, 이들은 "모자 씌운(capped)"삼각 프리즘, "모자 씌운" 정팔면체, 그리고 오각쌍뿔등의 다른 구조들을 가지고 있다. 나머지 La금속은 8-배위, 사각 반프리즘 (antiprismatic)구조를 가지고 있다.

반사분광분석기법을 채용한 광학적 반자동적정장치를 제작하여 산-염기적정, 산화-환원적정, 침전적정,그리고 착화적정과 같은 네가지 대표적 유형의 적정분석에서 적정장치의 효용성을 알아보았다. 광학적 반자동적정장치는 적정분석에서 적정액의 색만이 변하는 산-염기적정, 산화-환원적정, 그리고 EDTA적정의 종말점 뿐 아니라 적정이 진행되는 동안 적정액에서 고체 입자들이 형성되는 침전적정의 종말점 역시 성공적으로 판별할 수 있었다. 따라서 현재의 광학적 반자동적정장치는 앞으로 완전한 형태를 갖춘 광학적 자동적정장치의 제작으로 이어질 수 있는 가능성을 보여 주었다.

산성조건에서 $H_2O_2$가 HCr$O^-_4$ 이온과 반응하여 진한 청색의 $CrO(O_2)_2$를 형성하는 반응에 흐름 주입 분석을 도입하여 수용액시료 중 $H_2O_2$의 양을 정량할 수 있는 흡수분광분석법을 개발하였다. 이 분석법에 의한 $H_2O_2$의 정량범의는 2.00${\times}10^{-6}$M∼0.020M이며, 측정한계는 약 1.5${\times}10^{-6}$M이다. 또한, 이 분석법은 실제 강우와 강설 중에 존재하는 과산화수소의 농도결정에도 사용할 수 있음이 밝혀졌다.

Microcystin-LR, -YR 및 -RR과 같은 독성 microcystin의 분석에 있어서 정확성을 높이기 우해 고상 추출을 통한 micro-HPLC/IS/MS를 사용하였다. 이러한 microcystin-LR, -YR, -RR를 확인하는데 HPLC/UV로는 238nm에서의 흡광도를 측정하였고, 질량스펙트럼에서는 1 35m/z 및 $[M+H]^+$m/z의 특성 피이크만을 검출하여 왔다. 본 연구에서는 이중 전하에 해당하는 새로운 선들이 LR에서는 507m/z, PR에서는m/z, YR에서는 532m/z에서 추가로 검출되었다. 이 방법을 사용하여 대청호에서 독성 microcystin의 존재성을 조사하였다.

H-chelate형태의 2-Quinazolylacetonitrile유도체들은 2-cyanomethylquinazoline에 여러가지 친전자체들, 즉, 4-chloroquinazoline, 4-chloro-2-phenylquinazoline, 4,6-dichloropyrinidine, 4,6-dichloro-2-phenylpyrimidine, 4,6-dichloro-5-phenylpyrimidine, 2-chloroauinoxaline,1,3- dichloroisoquinoline, 2,6-dichloropyrazine, 2-chloropyrazine, 4,6-dichloro-2,5-diphenylpyrimidine 등을 반응시켜 얻을 수 있었다. 합성된 H-chelate화합물들은 polymethine계의 발색단 구조를 가지게 된다. 이들 화합물에 대한 구조는 분광학적인 방법으로 분석 확인 하였다.

전자끌게 치환기를 함유하고 있는 몇 가지 대표적인 biphenyl 유도체의 니트로화 반응 생성물의 이성질체 비율을 조사하였다. 이성질체를 분리하여 각각의 $^1H$ NMR을 얻고 이를 근거로 반응 후 생성되는 혼합물의 $^1H$ NMR을 정량적으로 분석함으로서 이성질체의 생성비율을 결정하는 효율적인 방법을 확립하였다. 분리가 어려운 니트로 화합물의 경우 니트로를 아민으로 환원하고, 카르복실기는 에틸 에스테르로 전환하여 분리할 수 있었다. 이성질체의 생성비율을 향상시키기 위하여 몇 가지 대표적인 반응조건에서 니트로화 반응을 수행하였으며 확립된 방법을 이용하여 각 이성질체의 비율을 정확히 결정할 수 있었다. 반응 조건에 따라 또는 치환기의 위치 및 종류에 따라 위치 선택성이 상당히 다른 결과를 보였다.

클로로술폰산을 실리카겔과 반응시키면 실리카겔 표면에 황산이 공유결합으로 고정된 실리카황산을 얻게 된다. 무용매 조건하에서 마이크로웨이브를 쪼여주면서 실리카 황산과 젖은 $SiO_2$를 함께 사용하게 되면 아세탈을 화합물로 변화시키는 효과적인 탈아세탈 시약으로 사용할 수 있다.

새로운 COZ-2저해제를 개발하기 위하여 4-hydroxy L-proline의 1-위치에 arylsulfonyl기 2-위치에 arylcarboxamidyl기, 그리고 4-위치의hydroxy에 alkyl기를 도입한 새로운 후보 화합물을 합성하였다. 4-Hydroxy L-proline 1을 출발 물질로 하여 N-tosylation으로 1-위치에 4-methylphenylsulfonyl기를 도입하였고 esterification으로 carboxylic acid를 protection하였다. 4-위치의 O-alkyl-(or aralkyl)ation을 위해서 촉매로 silver oxide를 사용하여 다양한 유도체 4b-d로 전환시키는 데 성공하였다. Carboxylic acid기의 deprotection을 위해서 간편한 base-hydrolysis의 과정을 거쳐 4-alkyloxy-1-tosyl L-prolines 5b-d를 얻었다. 최종 목적 화합물인 1,2,4-치환된 pyrrolidine derivatives, 4-alkyloxy-2-phenylcarboxamidyl-1-tosyl pyrrolidines 6a-d 4종은 DCC를 사용하여 3 및 5b-d와 aniline과의 축합 반응으로 합성하였다.

개시제로서 AIBN(2,2`-Azobisisobutyronitrile)을 이용하여 PVA수지 제조에 있어 가장 일반적으로 사용되는 vinyl acetate를 벌크 중합하여 PVAc로 전환시킨 후 비누화를 위해 첨가되는 NaOH의 농도를 달리하여 PVA를 합성하였다. GPC를 사용하여 분자량을 조사한 결 과 첨가된 NaOH의 농도가 2.5N, 5.0N, 7.5N, 10N로 증가할수록 분자량이 증가하였으며, 다분산도는 대체적으로 유사한 값을 가졌으나 약간씩 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 NMR을 통한 입체규칙성 관찰에서도 10N-NaOH로 처리한 PVA에서 교대배열이 비교적 높게 나타났는데 이로부터 입체 규칙성 정도도 높은 것을 예측할 수 있으며 이는 GPC로 측정된 다분산도의 경향과도 일치하였다. FT-IR측정 결과로부터 10N-NaOH로 검화시킨 PVA의 경우가 다른 농도의 NaOH로 검화시킨 경우에 비해 가수분해가 더 많이 일어났다는 사실을 알수 있었다. 이로부터 NaOH농도를 달리하면서 합성시킨 각 PVA의 분자량과 다분산도 및 입체규칙성과 가수분해 현상을 관찰한 결과, 첨가된 NaOH농도에 따라 PVAc의 검화 정도가 다른 PVA가 합성되었음을 확인하였다. PVA의 유변학적 특성을 알아보기 위하여 Ubbelohde점도계를 사용하여 고유 점성도를 관찰하였는데 PVAc의 검화를 위해 위해 첨가한 NaOH의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 Casson plot을 통해 PVA수용액이 전단박화(shear thinning)거동을 나타냄을 확인하였고 10N-NaOH로 검화시킨 PVA의 경우가 항복응력(yield value)이 크게 나타남을 관찰하였다. 그리고 PVA의 열적 특성을 알아보기 위하여 DSC로 측정하였는데 2,5N-NaOH로 처리한 PVA의 경우를 제외하고는 Tp가 214$^{\circ}C$로 거의 일정하였으며 ${\Delta}H$는 첨가한 NaOH의 농도 증가에 따라 증가하였다. 이 특성들로부터 진한 NaOH농도로 처리하여 합성된 PVA가 묽은 농도로 처리한 경우보다 분자간 수소결합이 많이 생겼으며 이러한 수소결합 및 소수성 상호작용 증가가 유변학적 및 열적 성질에 영향을 미친다는 것을 알았다.

옥시폴리메틸렌옥시 유연격자를 갖는 새로운 H-자형 쌍동이 분자의 동족계열 액정화합물(PPPA-n)을 p-페닐페놀과 ${\alpha},{\omega}$-bis(2,5-dicarboxyphenoxy)alkanes 산염화물의 에스터화반응에 의하여 합성하였다. 유연격자의 길이는 옥시에틸렌옥시(n=2)에서 옥시데카메틸렌옥시(n=10)로 바꾸었다. 이들의 열역학적 값은 시차주사열분석기에 의하여 측정되어졌고,액정성은 가열판이 부착된 편광현미경에 의하여 조사되어졌다.

YOB에 $Eu^{3+}$를 첨가하여 고상 반응으로 합성하였다. YOBr: $Eu^{3+}$ 형광체는 621nm에서 강한 적색 발광을 보이며, $Eu^{3+}$이온 농도가 0.05mol일 때 외대 발광 휘도를 나타냈다. 이때, 적색 발광을 유발하는 전이는 $^5D_0{\to} ^7F_2$ 이며, $Eu^{3+}$이온의 농도에 따른 발광 스펙트럼과 잔광시간 곡선을 통해 YOBr: $Eu^{3+}$형광체의 PL거동을 규명하였다. Inokuti-Hirayama식으로 잔광시간 곡선을 fitting 한 결과, YOBr내의 $Eu^{3+}$간 다중 극자 상호작용 유형(multipolar interaction)은 쌍극자-쌍극자 상효작용(dipole-dipole interaction)으로 밝혀졌다. 또한 본 연구에서는 임계거리를 구하기 위해 임계농도에 의한 계산 외에도 Inokuti-Hirayama식으로부터 fitting한 C/$C_0$값으로 구하는 방법과 $Eu^{3+}$의 여기 및 발광 스펙트럼으로 spectral overlap하여 임계거리를 구하고자 시도 하였다. 각각의 방법으로 구한 임계거리는 17.30, 10.51 및 7.18$\AA$으로 약간의 편차를 보이지만 대략적인 크기를 갖고 있어, 이는 계산이나 측정상의 오차를 감안하면 모두 임계거리를 구하는 유용한 방법으로 판단된다.

조합화학 기법을 적용하여 $YRO_4$ (R=As, Nb, P, V)계 모체에 Eu을 활성하여 적색형광체를 합성하였다. 합성된 형광체는 UV PL,VUV PL, 및 색좌표 분석을 하였고, 254nm 및 147nm 여기하에서의 발광세기 및 색좌표 사면체 라이브러리를 완성하였다. Eu이 0.1 mol 도핑된 적색 형광체는 254nm로 여기 시켰을 때 $YRO_4$를 중심으로 다른 중심으로 다른 성분이 미량 첨가되었을 때 가장 좋은 발광 세기를 나타내었으나. 147nm에서는 $YRO_4$를 중심으로 좋은 발광 세기가 나타났다. 합성된 형광체 중 $Y_{0.9}$(A$S_{0.06}$N$B_{0.06}$$P_{0.83}$$V_{0.06}$) $O_4$: $Eu_{0.1}$의 조성으로 1200$^{\circ}C$에서 소성하였을 때 상용 형광체와 대등한 발광세기가 색순도가 우수하였다.

본 연구에서는 '연소 전후 질량 보존'개념의 학습에서 변칙 사례의 개수와 표현 방식이 학생들의 인지 갈등과 개념 변화에 미치는 효과를 조사하였다. 남녀 공학 중학교 2학년 128명을 대상으로 선개념 검사, 변칙 사례에 대한 반응 검사, 개념 검사를 실시하였다. 변칙사례는 개수(1개/2개)와 표현 방식(글/글+그림)에 따라 네 종류로 제시하였다. 연구 결과 변칙 사례를 두 개 읽은 학생들이 하나 읽은 학생들보다 더 많은 인지 갈등을 일으켰다. 그러나 변칙 사례의 표현 방식에 따른 인지 갈등 유발 정도는 유의미한 차이가 없었다. 개념 검사 점수에 이원 변량 분석 결과, 변칙 사례의 특성에 따른 차이는 유의미하지 않았다.

제 7차 교육과정에 따른 과학과 학습의 핵심은 학습자의 수준에 따라 나누어 학습을 하는 것이다. 이는 수준별 심화${\cdot}$보충형 학습으로 특징지워지는데, 교육현장에서 이에 대한 대비가 미흡한 실정이다. 본 연구는 제 7차 교육과정에서 제시하는 과학과의 수준별 교육과정의 특성과 제한점을 분석하고, 수준별 학습에 적합한 학습유형을 제시하며, 이들을 토대로 제 7차 교육과정에 취지에 적합한 과학과의 학습지도안 작성 방향을 탐색하였다. 이를 위해 중학교 화학분야의 한 단원을 선정하여 수준별 심화${\cdot}$보충학습을 위한 학습지도안의 예를 제시하였다.