Transcript 講義資料

物質の分類
教科書 p.44-45
元素（単
体）
純物質：1種類の物質
例：金、ダイヤモンド、水
化合物
均一物質
単一相
物質
均一混合物（溶液な
ど）
：２種類以上の純物
例：空気、原油、海水
質
不均一物質
二つ以上の相
（不均一混合物）
例：みかげ石、モザイク
元素と単体
水
電気分解
水素(H2) 酸素(O2)
これ以上分けること不可
物質の基本的成分
元素の表し方
元素
元素記号
1種類の元素からできてい
る純物質
単体
元素記号
教科書
p.46
同素体
• 同じ元素で違う性質の物質
例：炭素の同素体
ダイヤモンド
無色、電気を通さない
黒鉛
黒色、電気を通す
理由：構造が異なる
化合物
2種類以上の元素からなる純物質
例：水、二酸化炭素、酸化銅
化学反応でのみ，その成分元素に分離できる
化合物の構成元素の質量比は常に一定(プルースト 1799 年）
水素：酸素
１：８
水：H2O
相対質量
水素１，酸素16
教科書
p.46
問題
次の物質は混合物か純物質か？純物質なら
単体と化合物にわけなさい。
(1) 塩化ナトリウム水溶液 (2) アンモニア (3) 酸素
(4) ステンレス (5) プロパン (6) ダイヤモンド
塩化ナトリウム水溶液, ステンレス
酸素，ダイヤモンド
アンモニア，プロパン
物質の性質
物理的性質
→物質の化学的な組成を変えることなしに決定できる性質
融点 沸点 色 臭い 味 など
化学的性質
→他の物質との化学反応の間に生ずる化学的な組成変化を記述
物理的変化→物質の化学的組成を変えることなく外見が変化
固体から液体への変化など
化学的変化→物質の化学的組成が変化
教科書
p.50-52
質量（エネルギー）保存の法
則
教科書
p.52-54
化学方程式（化学式）
反応物→生成物
質量保存の法則
ラボアジエ 酸化水銀を加熱→酸素と水銀が生成
反応前後で総質量は変化しない→質量保存の法則
→化学反応は物質の成分の組み換えであるという考えにつ
ながった→原子説
エネルギー保存の法則
エネルギーは相互に変換可能
化学エネルギー 熱エネルギー 電気エネルギー
質量とエネルギーは相互変換可能 E=MC2
反応の前後で，質量とエネルギーの総和は保存される
講義ホームページ http://ch.ce.nihon-u.ac.jp/haruki/lecture/chem1/chem1.htm
元素
元素記号
元素
→それ以上簡単なものに
化学的に分解できないもの
元素の表し方 元素記号
元素の種類
ラボアジエ 33種の元素
現在までに117種類が確認
金属元素と非金属元素
半金属元素→半導体
113番元素を日本で発見
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2004/040928_2/
教科書 p.59-65
化合物
元素が一定の比で結合したもの
→数千万種類 ここ１０年で数倍に増加
うち無機化合物は数万種類にすぎない
炭素の化合物の種類
→有機化合物 種類が非常に多い
教科書 p.65-66
定比例の法則
教科書 p.66-67
化合物の構成元素の質量比は常に一定（プルースト
水素：酸素
１：８
水
素
・
酸
素
の
質
量
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1799年）
酸素
1.6 g
水素
0.2 g
0
1
2
3
4
水の質量 (g)
水：H2O
相対質量
水素１，酸素16
倍数比例の法則
教科書 p.67-68
２種以上の元素から構成された化合物において，一つの元
素に対するもう他の元素の比は，簡単な整数比となる
二酸化炭素 (CO2) 1.000g C + 2.670g O
一酸化炭素 (CO) 1.000g C + 1.335g O
酸素の重量比 = 2.670/1.335 = 2/1
ABとAB2 Bの比率は１：２
原子・分子・イオン
原子
ドルトンの考え
物質
分割
最小の単位
原子(atom)
教科書 p.73-74
１．原子は分割不可能
誤り→素粒子に分割できる
２．元素の原子の質量はすべて等しい
誤り→同位体が存在
３．異なった元素の原子は大きさと
質量が異なる
４．原子がむすびついて分子ができる
５．化合物を構成する原子の比は
単純な整数比
６．原子の結合する比率が違えば
化合物の種類が違う
原子の構造
ドルトン：原子は物質の最小粒子
ところが
陰極線の実験
原子の中から粒子放出
電場や磁場で曲がる
電荷をもつ粒子が飛び出す
原子を作ってい
る粒子の存在
電子 (e-) 負の電荷
教科書 p.75
陽子
電子1個の電気量ｰ1
電子は負の電荷
原子は電気的に中性
電気量同じ
陽子 (p)
+電荷をもった粒子の存在
陽子1個の電気量+1
質量
電子：9.11×10-31 kg
陽子：1.67×10-27 kg
電子1個の電気量（電気素量）
-1.60×10-19 C
陽子は電子の1840倍の重さ
= -1 と表記（単位なし）
中性子
教科書 p.75
原子の重さを比較
原子
陽子の数
相対質量
余分な重さ
中性子の数
H
1
1
0
0
He
2
4
2
2
C
6
12
6
6
この余分な重さ
はどこから？
電荷：0
質量：陽子と同じく
らい
の粒子が存在
中性子 (n)
Chadwick に
よって発見
1.6603×10-27 kg = 1 amu（原子質量単位）
電子：0.0005486 amu ←原子の質量を考える時は無視してよ
い
陽子：1.0073 amu
陽子と中性子の質量はほぼ同じ
中性子：1.0087 amu
で，約１amuと覚えておく