原子・分子

原子

ドルトンの原子説
 化学変化でそれ以上分けることができない
 化学変化で新しくできたり、なくなったり、種類が変化したりしない。
 種類によってその質量、大きさが決まっている

物質はすべて原子でできている。ドルトンは原子はそれ以上分割できないと考えたが、現在では原子は原子核と電子で成り立っている構造がわかっている。
現在、約110種類の原子が発見されている。
原子の大きさは1cmの1億分の1程度である。

元素記号

原子をアルファベットで表した記号を元素記号という。
元素記号は全てアルファベット1文字、または2文字で表される。 1文字の場合アルファベットの大文字のみ、2文字の場合1文字目が大文字で2文字目が小文字である。

金属
NaMgKCaFeCuZnAgBaAuAl
ナトリウムマグネシウムカリウムカルシウム亜鉛バリウムアルミニウム
非金属
HHeCNOSCl
水素ヘリウム炭素窒素酸素硫黄塩素

周期表

元素を原子番号の順に並べると、性質が周期的に変化する規則性がある。
性質のよく似た元素が縦の列に並ぶように整理した表を周期表という。
19世紀にロシアの科学者メンデレーエフが発見した。

原子番号

原子は原子核と電子からできている。さらに原子核は中性子と陽子でできている。
原子核内にある陽子の数を表したのが原子番号である。
原子番号は原子内にある電子の数にも等しい。

原子量

炭素原子の原子量12を基準として,それぞれの原子の質量を表したもの。

分子

いくつかの原子が固く結びついた粒子を分子という。分子はその物質の性質を示す最小の粒子である。
19世紀アボガドロが「気体は2個以上の原子が集まった分子でできている」と提唱した。
(現在では気体だけでなく個体や液体でも分子からできている物質があることが確認されている。)
酸素や水素などの分子は1種類の原子が2つ結びついてできているが、二酸化炭素やアンモニアなど2種類以上の原子が結びついた分子もある。
例1
酸素は酸素原子が2つ結びついて酸素分子になっている。
この酸素分子が集まったものが気体の酸素である。
O O 酸素分子 酸素(気体)
例2
水は酸素原子1個に水素原子2個が結びついて水分子になり
この水分子が集まったものが水である。
H H O 水分子

分子をつくる物質と分子を作らない物質

水素や二酸化炭素、水などはいくつかの原子が強く結びついて分子をつくり、その分子が集まって物質ができている。
分子をつくる物質の多くは非金属の原子だけでできている。
それに対し、金属は分子にならず、原子がそのまま直接集まってできている。
分子どうしが集まる力より、原子どうしが結びつく力のほうが強いので、分子を作らない金属などの物質より分子を作る物質のほうが融点や沸点が低く 液体や気体のものが多い。

例では鉄の原子が規則正しく集まって固体の鉄になっている
Fe 鉄原子

単体と化合物

単体

原子1種類でできている物質を単体という。上記の酸素や鉄は単体である

化合物

2種類以上の原子でできている物質を化合物という。上記の水は酸素と水素という2種類の原子からできているので化合物である。

化学式

物質を元素記号を用いて表したものを化学式という。
分子を作る物質では化学式が1つの分子を表している。

  O O 酸素分子 酸素分子は酸素原子2つで
できているのでO2と表す。
H H O 水分子 水分子は水素原子2つと酸素原子1つで
できているのでH2Oと表す。

分子をつくらない物質の単体は、元素記号がそのまま化学式になる。化合物は結びつく原子の数の比を表す。
例 単体・・・鉄Fe, 銅Cu, 銀Ag, 炭素C
化合物・・・塩化ナトリウム(原子数の比が1:1) NaCl, 塩化銅(原子数の比が1:2) CuCl2


化学式の数字について
下にある小さな数字は直前の原子の数を表す。1は省略なので数字がついていなければその原子は1個である。
H2O この2は直前のHが2つあることを示す 何もないのは1が省略されているのでOが1つ
よってH2O(水分子)は、H(水素原子)が2つと、O(酸素原子)が1つでできている。 
CO2 ←二酸化炭素の分子はC(炭素原子)が1つと、O(酸素原子)が2つでできている。
Na2CO3 ← 炭酸ナトリウムはNaが2つ、Cが1つ、Oが3つでできている。

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