"per-ic" acid → "per-ate" polyatomic ion "過" "ic" acid → "ate" polyatomic ion "ous" acid → "ite" polyatomic ion "hypo-ous" acid → "hypo-ite" polyatomic ion ------------------------------------------------------------ 状態変化 [気体]gas 分子同士の結びつきがない(自由に飛び回っている) 分子同士が遠く離れていて引き合っていない かたち:変化する 体積:一定 体積が、液体や固体に比べてはるかに大きい 分子の直径:となりの分子との距離=1:10 (室温1気圧) [液体]liquid 分子同士の配列が不規則 かたち:変化する 体積:一定 ex.氷、バター [固体]solid 分子同士の配列が規則的(結晶) かたち:一定 体積:一定 無定形固体(amorphous solid):液体のように無秩序な配列で凍結 結晶性固体(crystalline solid):規則的な配列と繰りかえしパターン 体積一定:液体、気体 かたち一定:固体 加熱:固体→液体→気体 [沸点]boiling point 100 ℃ 212 °F 375.15 K 蒸発(evaporation)⇔液化(condensation):沸点boiling point (水は100度) 凝固⇔融解 :融点=凝固点 (水は0度) 昇華(sublimation)⇔昇華 ※露点(露点温度)は、「空気中の水蒸気量が飽和して水蒸気が凝結し始める温度」であり、空気中の水蒸気量に依存する。 [水蒸気] ・水が気体になったもの ・目に見えない(湯気や雲は水の細かい粒であって、水蒸気ではない) ・軽い 原子量=1*2+16=18 (湿った空気は軽くなる) [湯気] ・水蒸気(気体)が冷やされてできた、非常に小さな水滴(液体)の集まり ・水蒸気ではなく液体 ・雲も小さな水滴(液体)の集まり [蒸発] 液体の表面から気化(液体→気体)が起こる現象。 ex洗濯物が乾く、水たまりが干上がる、 氷が冷凍庫の中で小さくなっていくのは"昇華" 蒸発熱:539cal/g [水の沸騰] ・液体表面からの蒸発(気化)だけでなく、液体内部からも気泡の形成をともなって気化が起こる(飽和蒸気圧が大気圧と等しくなり、表面だけでなく水の内部からも気化(蒸発)がはじまり、液体内に蒸気の気泡ができる) ・100℃で起こる(気圧によって変わる) ・沸騰石(素焼きのかけらなど)を入れて、突沸を防ぐ(孔中の小さな空気の粒が核になる)※素焼き:釉薬を塗っていない焼き物 ・加熱の初期にでる泡は溶けていた空気であり、沸騰時にでる泡は水蒸気 ・100℃の飽和水蒸気圧は1気圧 [水の性質] ・100度で沸騰する ・加熱をつづけても、100度以上には上がらない ・4℃で最も密度が高い ・水が氷になる(凍る)と体積が増える(1.1倍) ------------------------------------------------------------ [溶液]solutionの特徴 ・均質homogeneous ・透明 ※牛乳は水溶液ではない [溶質]solute 溶けている方(少ない方) [溶媒]solvent ・溶かしている方(多い方) ・溶媒は変化しない ex.水溶液、チンキ剤(アルコール) ※ヨードチンキ(殺菌剤)はヨウ素のチンキ剤 溶質粒子の大きさによる分類 懸濁suspension >コロイドcolloid > colloid 1μm以上 1～1μm 1nm [コロイド] チンダル現象が観測される マシュマロ(a gas in a solid) ホイップクリーム(a gas in a liquid) 霧(a liquid in a gas) 煙(a solid in a gas) [質量パーセント濃度] =溶質の質量/溶液の質量=溶質の質量/(溶媒+溶質の質量) 海水:3.5% 死海:25% [溶解度] 溶媒100gに溶ける、最大の溶質の重量(g) 塩化ナトリウムは温度の影響が小さい ------------------------------------------------------------ ①[単体]elements ・1種類の元素から成る ex 塩素(Cl)、臭素(Br)、銀(Ag)、銅(Cu)、水素(H)、酸素(O) ↑ ↓ ②[化合物]compounds ・化合物の構成物(異なる元素)が原子レベルで結びついている ・化合物を構成する元素の性質は現れない ・構成する個々の元素を分離することは困難 ・それぞれの元素が一定の比率になっている ex 水(H2O)、塩化ナトリウム(NaCl)、二酸化炭素(CO2)、塩化銅(CuCl2) ③[混合物]mixtures ・2種類以上の物質(単体or化合物)がまざっているが、原子レベルでは結びついていない ・化合物にくらべ、個々の要素を分離することは容易 ・それぞれの要素が一定の比率になっていない ex 空気,食塩水,牛乳,岩石,塩コショウ ↑ ↓ ④[純粋な物質]pure substances ・1種類の物質(単体or化合物)でできている、 ex. 純粋な化合物 水(H2O)、塩化ナトリウム(NaCl)、硫化鉄(FeS)、砂糖 純粋な単体 水素(H2)、酸素(O2)、銅(Cu)、鉄(Fe) ----------------------------------------------------------- [試薬] 塩化コバルト紙 小林、水飲んで血を吐く ベトベト(BTB)のサンキスト(酸・黄色)、中身(中性・緑)危ない(アルカリ性・ブルー) ふたり(フタレイン)で歩き(アルカリ)、赤くなる 仮眠しないで染色する ------------------------------------------------------------ 原子番号=原子核中の陽子数(下つき) [質量数]mass number 原子核中の陽子数 + 中性子数(上つき) [原子量]atomic weight =同位体の存在比を考慮した質量 [周期表] 行 周期(period) 各周期が7つのエネルギー準位に相当 ex.第4周期の元素はどれでも最外殻電子が第4エネルギー準位にある [族]group 同族元素は価電子(最外殻電子の数)が同一=化学的性質が同じ 1族 H, アルカリ金属(Li,Ca,Rb,Cs,Fr) 2族 アルカリ土類金属(Be,Mg,Ca,Sr,Ba) 17族 ハロゲン族(F,Cl,Br,I,At) 18族 希ガス族(He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn) [イオン結合] 水に溶かすとバラバラになる(電離) 分子ではなく結晶格子をつくる 金属と非金属の間でできる(1,2,3属と17,18属の間) [共有結合]covalent bond 電子を共有する 非金属どうし 酸化マグネシウム MgO 二酸化マンガン 水酸化カルシウム 水酸化ナトリウム(苛性ソーダ) 酸化カルシウム(生石灰、乾燥剤)) CaO 炭酸カルシウム(石灰石) CaCO3 チョーク 炭酸水素ナトリウム(重曹) NaHCO3 H2CO3 炭酸 砂糖(sucrose) C12H22O11 硫酸銅 CuSO4 エチルアルコール C2H5OH アスピリン C9H8O4 Vitamin C C6H8O6 ----------------------------- [酸化還元]oxidation-reduction [酸化]oxidation: ①物質が、酸素と結合すること ②分子や原子が電子を失うこと(酸素はO[2-]なので、酸素に電子をうばわれる) ③水素が除去されること(脱水素) [酸化剤] 相手を酸化し、自分自身は還元される ①自分自身は酸素を失い、相手に酸素を与える ②電子を獲得する物質(電子をうばう) ex. ハロゲン族(酸素、塩素、ヨウ素) 過酸化水素水(還元剤でもある) 燃焼やさびも酸化反応の一種 ほとんどの殺菌剤は酸化剤:オキシドール、塩素、ヨードチンキ(ヨウ素)、イソジン(ヨウ素) ----------------------------- [還元]reduction ①物質に結合していた酸素が失われること(酸素はO[2-]なので、電子をえる) ②分子や原子が電子を獲得すること ③水素と結合すること(水素化) [還元剤] 自分自身は酸化され、相手を還元する(自身が酸素と結びつきやすい) ①相手から酸素を奪い、自分自身が酸素と結びつく ②電子を失う物質(電子をあたえる) ex. ①炭素:温度を上げると反応しやすくなり、酸素と化合しやすい ②水素 CuO(黒色) + H2 →加熱→ Cu(赤茶) + H2O 2CuO(黒色) + C →加熱→ 2Cu(赤茶) + CO2 酸化銅(Ⅱ)が還元され、水素は、炭素が酸化した 製鉄 鉄の還元 C ☆酸化と還元は常に同時に起こる (ある物質が電子を獲得すれば、ほかの物質が電子を失う) ----------------------------- [質量保存の法則] ヨーイドン、ま(マ)さ(3)つ(2)で燃える 4:1=銅:酸素、3:2=マグネシウム:銅 2Cu(4g,赤茶) + O2(1g) →加熱→ 2CuO(5g,黒色) 2Mg(3g,銀白色) + O2(2g) →加熱→ 2MgO(5g,白色) CuO、MgOより、金属原子1;酸素原子1 原子量 銅64、マグネシウム24、酸素16 ------------------------------------------------------------ [発熱反応]exothermic 最初に、きっかけ(活性化エネルギー)となる熱を与えれば、熱の供給を止めても反応が進む ex. メタンガスと酸素の反応(CH4+2O2 →CO2 + 2H2O) 木を燃やす 使い捨てカイロ ★熱以外でエネルギーを放つものもある ライトスティック 花火 [吸熱反応]endothermic 反応が進む際に、まわりから熱(熱・電気・日光)の供給が必要 (活性化エネルギーは必要だが、反応の際に吸収される) ex. 調理一般(目玉焼き) 冷却パック(硝酸アンモニウム+水) ------------------------------------------------------------ [金属]metal ①磨くと光沢がでる ②展性malleability :薄くのばす(広げる)ことができる ex.金箔 ③延性ductility :細長く伸ばすごができる ex.ワイヤー、電線 展性・延性ベスト3:金、銀、銅 ④熱をよく伝える(熱伝導性)→フライパン、なべに使われる best3 銀、銅、金 ⑤電気をよく通す(電気伝導性)=電気抵抗が小さい best3 銀、銅、金 ⑥電子を失いやすい(陽イオンになりやすい) ⑦周期表の左側(水素をのぞく) ⑧常温で個体(水銀をのぞく) ※ ※燃えても二酸化炭素は出ない ※磁石につくのは鉄(26)、コバルト(27)、ニッケル(28) [非金属] ・電気や熱を伝えにくい ・電子を受け取りやすい(陰イオンになりやすい) ・周期表の右側 ①常温で気体か液体 [有機物](=有機化合物organic compound) ⇔[無機物](=無機化合物inorganic compound) ・炭素を含む化合物 ・本来は生物由来の物質を意味した ・二酸化炭素、一酸化炭素など一部を除く ex炭水化物 ・→燃やすと二酸化炭素を発生する [無機物] 有機物以外 ----------------------------- [空気] 窒素28g/mol 酸素:32g/mol Ar:40g/mol 32*0.78 + 28*0.21 + 40*0.01=24.96+5.88+0.4=31.24g/mol [酸素] ①水に溶けにくい(海水中の酸素濃度:0.5～1%、空気中は21%) ②無色・無臭 ③助燃性 ④空気中の濃度は21% ⑤原子量 16*3=32g/mol [燃焼] 熱と光を発しながら、物質が酸素と激しく化合すること(酸化の一種) 燃焼の3条件 ①燃える物質がある ②温度が引火点に達している ③酸素の供給がある ※燃焼には、必ず二酸化炭素を伴うわけではない 製法(過酸化水素水の分解) 過酸化水素水 + 二酸化マンガン(触媒) → 水 + 酸素 2H2O2 → 2H2O + O2 ----------------------------- [水素] ①最も軽い ②水にほとんど溶けない 製法 : 塩酸/硫酸 + 亜鉛/マグネシウム/鉄/ニッケル/スズ ----------------------------- [二酸化炭素] ①水にやや溶けやすい(炭酸水) ②空気より重い(原子量=12+16*2=44g/mol) ③石灰水を白濁させる ④水に溶けて酸性を示す(BTB→黄) ⑤空気中の濃度:0.04% (400ppm ppm=parts per million) ⑥赤外線を吸収して大気を暖める(温室効果ガス) ※火を消す働きがあるのではなく、酸素が不足すれば火は消える ⑤CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ HCO3[-] + H[+] 製法 石灰石 + 塩酸 → 塩化カルシウム CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ----------------------------- [石灰水](=水酸化カルシウム水溶液=消石灰=CaOH2) ●[酸化カルシウム](生石灰)[CaO]: 乾燥剤、加熱剤、弁当の過熱剤、バルサン 水と反応して激しく発熱→水酸化カルシウムになる ●[水酸化カルシウム](消石灰)[Ca(OH)2]: 漆喰[Ca(OH)2→CaCO3]、昔の白線、石灰水 石灰水(水酸化カルシウム水溶液)の反応 Ca(OH)2 + CO2 → Ca[+] + 2OH[-] + 2H[+] + CO3[2-] → CaCO3(炭酸カルシウム)↓ + H2O (漆喰が固まるのと同じ) 二酸化炭素の検出(過剰に通すと溶解) ●[炭酸カルシウム][CaCO3]: 石灰石(50%)、セメントの原料、大理石、方解石、貝殻、卵の殻、ホタテ貝チョーク、白線、鍾乳石、歯磨き粉の研磨剤 石灰石[CaCO3]と塩酸で二酸化炭素が発生 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ●[硫酸カルシウム][CaSO4]: 石膏、セッコウチョーク ----------------------------- [アンモニア(NH3)] ①空気より軽い(原子量=14+1*3=17g/mol) ②それ自体が燃える ③刺激臭 ④水によく溶ける(噴水ができる) ⑤水に溶けてアルカリ性を示す(アンモニア水:弱アルカリ、キンカン) ⑤NH3 + H2O → NH4OH←→NH4[+] + OH[-] 製法 アンモニア水の加熱 NH4OH → NH3 ------------------------------------------------------------ [熱分解] ●炭酸水素ナトリウム →加熱→ ①炭酸ナトリウム(ソーダ灰) + ②水 + ③二酸化炭素 2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 ★パンやケーキを焼くとき化学反応 ★水が逆流すると試験管が割れるので口の方を傾ける ★CO2と水蒸気が逃げた分だけ、試験管は軽くなっている 炭酸水素ナトリウム(重曹): ふくらし粉、胃酸の中和剤(太田胃散) ①フェノールフタレイン液の反応:薄い赤 ②水に溶けにくい ③弱アルカリ性→食品に入れるくらいなので 炭酸ナトリウム(ソーダ、曹達、ソーダ灰): ガラス、石けんの原料 ①フェノールフタレイン液の反応:濃い赤 ②水によく溶ける ③アルカリ性 ●酸化銀(黒) →過熱→ 銀(白) + 酸素 2Ag2O → 4Ag + O2 ----------------------------- [光分解] 過酸化水素の分解 2H2O2 →光→ O2 + 2H2O ----------------------------- [化合] 鉄 + 硫黄 →過熱→ 硫化鉄(黒、磁石につかず) Fe + S → FeS 鉄 ①磁石につく ②塩酸と反応して水素が発生 硫化鉄 ①磁石につかない ②塩酸と反応して硫化水素が発生 FeS + HCl → FeCl2(塩化鉄) + H2S ※硫化水素:無色、有毒、ゆで卵の臭い ----------------------------- [cal][カロリー]は水が基準 1gの水の温度を1℃あげるのに必要なエネルギー 1000cal=1kcal =1Cal 食物中のエネルギー 炭水化物 : 4cal/g 脂肪 : 9cal/g タンパク質 : 4cal/g マッチ1本 : 1000cal 水の溶解熱(氷→水) :80cal/g 水の蒸発熱(水→水蒸気) :539cal/g ジュールは物理(力[N]×距離[m])の基準 1cal = 4.18J 1kcal= 4.18kJ =1Cal 1wの電力を4.18秒で1グラムの水は一度温度が上がる 1ws＝0.1ｋｇ重ｍ　1w1秒で、100gの物体を１ｍ持ち上げる仕事量 ------------------------------------------------------------------------- 温度と体積変化 ほとんどの物質は、温度で体積が変化する (固体・液体・気体にかかわらず) 温度が上がる → ふくらむ(体積が大きくなる) 温度が下がる → 縮む(体積が小さくなる) 液体は固体よりも体積の変動率が高い ex. レールの継ぎ目の隙間(夏:小, 冬:大) 橋にも隙間がもうけてある(exspansion joint) 水銀温度計、アルコール温度計 (たいていの温度計は温度による膨張・収縮を利用している) 電柱の電線は夏にたるみ、冬に張る (冬にピンと張ると、夏に切れてしまう) 製氷器で氷をつくると、氷の表面は膨らむ ペットボトルに水を入れて凍らせるとペットボトルが膨らむ (瓶だと割れる) 岩石の風化 振り子時計は夏になると遅れ、冬になると進む 夏にガソリンタンクからガソリンがあふれることがある グラスに熱いお湯を入れると割れる 水や空気で対流が生じる原因 ★水は例外 温度を下げると4度までは体積が小さくなっていく 4度からさらに温度を下げると体積が大きくなっていく (水は4度で密度が最大になる) 氷が張った湖の下では、湖底が一番暖かい 4度に近い水は重く下に溜まる 0度に近い水は軽く上に溜まる ----------------------------- [ガスバーナー] 開けるとき :下から上へ (元栓→コック→ガス調節ねじ→空気調節ねじ) 閉めるとき :上から下へ (元栓←コック←ガス調節ねじ←空気調節ねじ ----------------------------- [華氏][Fahrenheit] 水の融点を32°、沸点を212°としたものです。 212-32=180なので、100℃=180°F 100/180=℃/°F 5/9=℃/°F X°Fを℃に換算するには (X-32)*9/5 たとえば100°Fならば (100-32)*5/9=37.7℃ 体温が100°Fになるようにつくったようだが、熱があったもよう