物質の構成

物質の成分

単体と化合物

1種類の元素からなる物質を単体といい、複数の元素からなる物質を化合物という。

単体の例として、酸素(O2)や窒素(N2)などの気体や、金(Au)、銅(Cu)、鉄(Fe)などの金属類がある。

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化合物の例として、食塩(NaCl)や硫酸(H2SO4)がある。

物質の名前が聞かれたときに化学式を言えるようにしておこう。

同素体

同じ元素からなる単体でも性質が異なることがあります。

それは、結合の仕方や結晶構造が異なるからで、それらを互いに同素体という。

高校の同素体の単元では「S・C・O・P」の4つの元素のみが登場する。

 



SCOP「スコップ」と覚えよう!


 

同素体一覧表(詳しい解説は無機化学へ)

元素記号 元素名 単体名 化学式 特性
S 硫黄 斜方硫黄 S8 黄色 安定
単斜硫黄 S8 黄色 時間が経つと斜方硫黄になる
ゴム状硫黄 S(組成式) 高純度で黄色、低純度で褐色 時間が経つと斜方硫黄になる
C 炭素 黒鉛(グラファイト) C(組成式) 黒色 層状になっているのでもろい、電気伝導性あり。
ダイヤモンド C(組成式) 無色透明 非常に硬い、電気伝導性なし
フラーレン C60,C70 (溶液中) ナノテクノロジーに関与
グラフェン C(組成式) 黒色 黒鉛の層1層分
カーボンナノチューブ C(組成式) 黒色 円柱状のチューブ
O 酸素 酸素 O2 無色 無臭
助燃性
オゾン O3 淡青色 特異臭
紫外線吸収効果、酸化作用
P リン 黄リン P4 黄色 有毒、不安定
赤リン P(組成式) 赤色 無毒、安定、マッチの頭薬

 

原子の構造

昔、原子は物質をそれ以上分割できない最小単位と言われていたが、現在では原子も更に微小な粒子からなる事がわかっている。

原子を構成する粒子は電子、陽子、中性子の3つで、電子がマイナス、陽子がプラスの電荷を帯びている。

原子はプラス、マイナスに偏ってはいけない。よって、陽子の個数によって原子番号が定められており、陽子に対応した個数の電子が存在する。

図は電子や原子核を極端に大きく示している

原子の大きさをピンポン玉とすると、ピンポン玉の大きさは地球程度になる。

また、原子核の大きさをBB弾とすると、原子の大きさは東京ドーム大になる。

同位体

陽子の数、(原子番号)が等しくても中性子の数が異なる原子が存在する。それらの原子は互いに同位体(アイソトープ)と呼ばれる。

互いに同位体
1 原子番号(陽子の数) 1
1 電子の数 1
0 中性子の数 1
1 質量数 2

放射性同位体

同位体の中で、原子核が不安定で、放射線を出して別の原子核に変化していくものを放射性同位体といい、放射線を出す能力を放射能、放射能を持つ物質を放射性物質という。

例えば12C、13Cは自然界に安定な形で存在するが、11C、14Cは不安定で、放射線を出して別の元素に変化する。

電子配置

 

イオン

元素の周期律

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