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物質の種類

この節での特訓内容
1.元素と元素記号
2.単体・化合物・混合物
3.原子と分子
4.原子量と分子量
5.物質量

この節では物質の種類について特訓する。
物質の基本的な構成を化学的に理解することが重要となる。
またその物質の質量などの考え方もあわせてこの節で特訓する。
覚えることが多く厳しい特訓になるであろう。
では特訓開始。


1.元素と元素記号

物質を構成する成分(要素)を元素という。

例)水素 → H(水素の元素記号

※中学校ぐらいで元素記号表のごろ合わせを教わった覚えは無いだろうか。

「水兵 リーベ 僕の船 ソーダ曲がーる シップス(船) クラークか?」

「すい(H)へい(He)り(Li)ーべ(Be)ぼ(B)く(C)の(NO)ふ(F)ね(Ne)ソーダ(Na)ま(Mg)がーる(AL)し(Si)っぷ(P)す(S)くら(Cl)(Ar)ーく(K)か(Ca)」

この「H」や「He」などの一つ一つが元素(記号)だ。

ちなみに「H」は水素の元素記号、「He」はヘリウムの元素記号。

 

2.単体・化合物・混合物

単体 :

酸素(O₂)などのように1種類の元素だけで構成されているもの。

例1)O  → 酸素を構成する元素。

   O₂ → 酸素。(酸素を構成する元素だけで構成されている)


例2)Mg → マグネシウムを構成する元素。

   Mg → マグネシウム。(元素そのままなので当然単体)

※同素体 : 同じ元素だけで構成されている単体だが、その性質が異なる物質。
例)
O₂ → 酸素。
O₃ → オゾン。
その他異性体や同族体などもあるが本試験では特に重要ではないのでここでは割愛する。

化合物 :

2種類以上の元素および単体が化学結合(化合)して新しい物質になったもの。

例)H(水素)と O₂(酸素)が化合してH₂O(水)になる。

化合物は分解(電気分解・熱分解)することができ、化学式が書ける

上例で水の化学式は「H₂O」になる。

混合物 :

空気など2種類以上の物質が単に混ざり合ってできているもの。

例)空気(化学式なし) → 窒素(N)と酸素(O2)などが混ざったもの。

※空気 = NO2 そんな化学式は当然ない。(化学式が書けない

以下に単体・化合物・混合物の例を記載しておく。

覚えられる範囲で覚えよ。
物質

単体

酸素(O2)・水素(H)・ヘリウム(He)・炭素(C)・鉄(Fe)などなど。

化合物

水(HO)・二酸化炭素(CO)・食塩(NaCl)・メタン(Ch)・ アセトン(CO)・ベンゼン(C)・プロパン(C)などなど。

混合物

空気・食塩水・海水・ガソリン・灯油・軽油・重油。
化学式を書くことはできない


3.原子と分子

原子

物質を構成する最小単位(それ以上分解できない)の粒子。

分子

物質の特性を持つための最小の粒子。1個から数個の原子からなる。

1原子分子 → ヘリウム(He)・鉄(Fe)・アルゴン(Ar)など。

2原子分子 → 水素(H2)・窒素(N2)・一酸化炭素(CO)など。

多原子分子 → 水(H2O)・二酸化炭素(CO2)など。

以上、元素から分子までを表にまとめた。

物質 解説・イメージ

元素

物質を構成する成分(要素)。 

下の図で H O N C Naのこと。

物質を作るための構成要素。
例)酸素(O)の構成要素はOだ。

原子

原子とは:物質を構成する最小の粒子。

分子

1原子(単原子)分子とは:
一つの原子でその特性が形成される分子。
原子であり分子でもある。

2原子分子とは:
2つの原子が結合した分子。

多原子分子とは:
3つ以上の原子が結合した分子。


4.原子量と分子量

原子量

原子1個の質量のこと。単位はない。

炭素原子1個の質量を「12」として各原子の質量を比較する。

※原子の質量はとても小さいので炭素原子の質量を「12」としてすべての原子の質量をその割合で算出したのだ。
  水素 ヘリウム 炭素 酸素 ナトリウム
元素記号 H He C O Na
原子量 1 4 12 16 23

分子量

分子を構成している原子量の総和を分子量という。

例)水の分子量を上の原子量表を参考にして計算してみよう。

H₂Oは、水素の原子量が1でそれが2個と酸素の原子量が16でそれが1個。

H₂O = 1×2 + 16で18が水の分子量になる。

※本試験では原子量は提示されるので暗記する必要はない。


5.物質量(モル)

物質量

炭素12gに含まれる炭素原子の数(6.02×1023個)をひとまとめにしたものを物質量1mol(モル)という。

モル質量

物質1mol(6.02×1023個)の質量は、原子量や分子量にgを付けたものになる。

簡単に言えば、前述した原子量や分子量にgを付ければそれがモル質量(1mol当りの質量)になるということ。
例1)水素原子(H)のモル質量は1g/molとなり、水素分子(H₂)のモル質量2g/molとなる。

例2)水分子(H₂O)は、(1×2)+16で18g/mol。

アボガドロの法則

気体はすべて、同温・同圧のもとで同じ体積内に同じ個数の分子を含む。

すべての気体1molは標準状態(0℃ 1気圧)で体積が22.4Lになる。

以下が物質量とアボガドロの法則に基いた表だ。

質量は違うが体積はすべて同じだ。
  水素 ヘリウム 炭素 酸素 ナトリウム
分子量 2 28 24 32 46
モル質量(g) 2 28 24 32 46
体積(L) 22.4 22.4 22.4 22.4 22.4


教官から一言
この節では物質の構造から質量まで幅広く特訓したが、基礎的な化学を理解するうえで非常に重要となる節である。
覚える必要のある化学用語が多く、原子量・分子量・物質量などの計算もあるので化学が苦手な方には少しつらい特訓になったであろう。
一度で理解できなかった場合は何度も特訓を重ねて確実に理解できるようにするのだ。


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本試験要点チェック ~理解度を確認するのだ~

物質の種類について、以下の質問(または空欄)に答えよ。答えは問題文をクリック

物質を構成する成分(要素)を[ ]という。

物質を構成する成分(要素)を元素という

酸素(O₂)など、1種類の元素だけで構成されているものを[ ]という。

酸素(O)など、1種類の元素だけで構成されているものを単体という

※酸素(O)、水素(H)、炭素(C)、ヘリウム(He)など。

水(H₂O)など、2種類以上の元素および単体が化学結合(化合)して新しい物質になったものを[ ]という。

水(HO)など、2種類以上の元素および単体が化学結合(化合)して新しい物質になったものを化合物という

※水(HO)、二酸化炭素(CO)、食塩(NaCl)など。

空気など、2種類以上の物質が単に混ざり合ってできているものを[ ]という。

空気など、2種類以上の物質が単に混ざり合ってできているものを混合物という

※空気・食塩水・海水・ガソリン・灯油など。

水・空気・水素・ガソリン・二酸化炭素・鉄・酸素・食塩の中で単体である物質を答えよ。

水素(H)、鉄(Fe)、酸素(O

水・空気・水素・ガソリン・二酸化炭素・鉄・酸素・食塩の中で化合物である物質を答えよ。

水(HO)、二酸化炭素(CO)、食塩(NaCl)

水・空気・水素・ガソリン・二酸化炭素・鉄・酸素・食塩の中で混合物である物質を答えよ。

空気、ガソリン

※化学式が書けない物質。

物質を構成する最小単位(それ以上分解できない)の粒子のことを[ ]という。

物質を構成する最小単位(それ以上分解できない)の粒子のことを原子という

物質の特性を持つための最小の粒子のことを[ ]という。

物質の特性を持つための最小の粒子のことを分子という

炭素(C)・ヘリウム(He)など、一つの原子でその特性が形成される分子のことを[ ]分子という

炭素(C)・ヘリウム(He)など、一つの原子でその特性が形成される分子のことを単原子分子という

水素(H₂)・酸素(O₂)など、2つの原子が結合してその特性が形成される分子のことを[ ]分子という。

水素(H)・酸素(O)など、2つの原子が結合してその特性が形成される分子のことを2原子分子という。

水素(H₂O)・二酸化炭素(CO₂)など、3つ以上の原子が結合してその特性が形成される分子のことを[ ]分子という。

水素(HO)・二酸化炭素(CO)など、3つ以上の原子が結合してその特性が形成される分子のことを多原子分子という。

酸素(O₂)やオゾン(O₃)など、同じ元素だけで構成されているが、その性質が異なる単体のことを[ ]という。

酸素(O)やオゾン(O)など、同じ元素だけで構成されているが、その性質が異なる単体のことを同素体という。

原子1個の質量のことを[ ]という。

原子1個の質量のことを原子量という。

原子量は炭素原子が基準となっている。その炭素原子の原子量は[ ]である。

炭素原子の原子量は12である。

二酸化炭素(CO₂)の原子量を求めよ。それぞれの原子量は(C=12、O=16)とする。

Cが1つ、Oが2つなので、12+16+16=44が二酸化炭素(CO)の原子量となる。