1997.4.10実施 一覧
introduction
化学を学ぶ意義
我々のまわりの物質の世界を知ること。
そこには物質の種類によって、特有のきまりや法則が支配している。それを学ぶことは自然科学の基礎である。
建物、岩石、大気、海水、宇宙の天体。それぞれ何でできているか考えてみよう。我々自身のからだは何でできているだろう。
余談：学問の発達の歴史、ニュートンの錬金術。
化学を学ぶと何の役に立つのか。
食品、生体内部の化学反応、資源、燃料、核物質、新素材、廃棄物、危険物質、地球表層や地球内部の化学反応、電子機器、等々様々な物質・事象への理解が深まる。生活を豊かにする。安全に行動できる。不正確な情報に惑わされなくなる。
（生物・地学の基礎でもある。極めると物理につながる。）
物質の分類、元素の識別、原子、化学結合への導入
アンケート：身近にあるものから、知っている限りの物質を単体・化合物・混合物についてそれぞれ列挙してみる。
元素（単体）例：１円玉。（アルミニウム）
混合物 例：海水。（水、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、プランクトン、酸素、二酸化炭素、…）
化合物 例：塩化ナトリウム。（塩素、ナトリウム）
→どうやって、前者が（）内に挙げた成分でできていることを証明するか？
加熱、蒸留、電気分解、凍結、密度、融点、顕微鏡、…。
どこまで成分を分けられるだろう。 →元素の認識へ／原子という単位
純物質と混合物で世の中の物質を分けた場合、本当の純物質は世の中に存在するか。また、実験などで純物質として試薬や試料を扱えるのはどういう場合か。（どのような仮定をおいているか）
今年１年で学ぶこと
物質にはどのような種類があるか。どんな挙動／反応をするか。それを支配するのはどのようなきまり（法則）なのか。それはどのように身の回りに存在し、どのように我々に影響を及ぼしているのか。
1997.4.11実施
物質の分類、元素の識別、原子、化学結合への導入（続き）
アンケート結果から（まとめ）
物質の成分をどうやって知るか
固有の性質を見いだす（融点、密度、電気伝導度、） 分解→化学反応などが利用できる
炎色反応、……。 知識の積み重ね。
化合物→複数の純物質に分解できる／複数の元素に分けられる
元素 →物質を作る基本単位。それ以上分けることができない。
１）元素には種類がある。 …どんな元素がある？
２）元素には固有の性質がある。 …どんな性質がある？
…どうやって見分けるか →分析方法 例：アルキメデスの原理、王冠の金に混ぜもの？…密度で判断。
科学（化学）の発達の歴史
化学と文明、産業の発達とのかかわり。青銅器時代、鉄器時代…農業生産性、戦争、…。
余談：元素特有の性質の利用…チタン（軽くて強く、磁気を持たない）で潜水艦。銅で電線。最近の高圧線はアルミの線を束ねている…軽い、伝導率良好、表面効果があるので表面積を大きくするため束ねる。
純物質と混合物
世の中すべて混合物？
純度とは／どのくらい純粋か 金の延べ板に純度の刻印、半導体材料に要求される純度
純粋な単体の性質をどうやって知るか？ ex.鉄の融点の値はほんとかな？？
解答群：世の中には本当に純粋な鉄がある。細かいことは気にしない。計算で求められるものだ。実は融点の数値なんてウソで信用してはいけない。 …どれだろう？？
近似の意味。有効数字の意味。
原子 元素固有の性質をもった、最小の単位。それ以上分けることのできないもの
原子説（ドルトン） それまでに知られていた３法則を矛盾なく説明できるものとして提唱
質量保存の法則
定比例の法則
倍数比例の法則
原子説の内容：
１）
２）
３）
４）
1997.4.17実施
元素の認識
人間の利用…金属の種類
青銅器時代、鉄器時代 鉄の精錬には高温が必要。炉の技術が必要。銅と錫をどうやって手に入れたか？
鉄の利用：武具、鉄と馬による侵略、ヒッタイト。
農具・・・農業生産性の向上
余談：日本人の起源、渡来人による文化・技術輸入、調布や狛江、砧、高麗の地名の由来。たたら製鉄と日本刀。
気体の研究…ものが燃えるのはなぜ？→化学反応の概念
燃素（フロギストン）説 →酸素の発見
空気にはいろいろな成分がある。
原子 元素固有の性質をもった、最小の単位。それ以上分けることのできないもの
原子説（ドルトン） それまでに知られていた３法則を矛盾なく説明できるものとして提唱
質量保存の法則 化学変化の前後で質量不変
定比例の法則 化合物では成分元素の質量比が一定
倍数比例の法則 元素Ａ、Ｂからなる化合物が複数存在するとき、Ａの一定質量に対して化合しているＢの質量を比較すると、各化合物で簡単な正数比になる。
原子説の内容：
１）物質を次々に分解していくと、ついにはそれ以上分割できない粒子になる：原子
２）各元素はそれぞれ固有の大きさ、質量、性質をもつ原子がある
３）化合物は、成分元素の原子が一定の割合で結合してできている
→定比例の法則、倍数比例の法則
４）化学変化は原子どうしの分離や新たな結合の生成によって起こる。このとき、原子は新たに生成も消滅もしない。
→質量保存の法則
1997.4.18実施
気体分子 −ドルトンの原子説の限界
塩素＋水素→塩化水素の例
気体を作る元素単体は、ほとんどが２原子分子。例外：希ガス、オゾン
原子
原子の構成：原子核と電子
電子：負の電荷をもつ粒子。1.60×1019Ｃ（クーロン）＝電気素量
原子核：正の電荷を持つ陽子と電気的に中性の中性子からなる。
大きさ 電荷
陽子
中性子
電子
原子核の陽子の個数（原子番号）＝元素の性質を決める
原子核をつくる陽子と中性子の合計数（質量数） →いくつかの陽子と中性子の数の組み合わせがある場合、それぞれを同位体と呼ぶ。
安定な組み合わせ：安定同位体、 不安定な組み合わせ：放射壊変を起こす＝放射性同位体
例：炭素 炭素１２：陽子６、中性子６ ・・・質量数１２ もっとも普通な炭素。
炭素１３：陽子６、中性子７ ・・・質量数１３ 安定同位体
炭素１４：陽子６、中性子８ ・・・質量数１４ 放射性同位体
大気上層での窒素の陽子１個→中性子による炭素１４の生産と、放射壊変による消費のバランス。
（半減期約6000年）木片などによる炭素１４法の年代測定の原理
1997.4.24実施
同位体の続き
陽子数・・・原子番号・・・原子の性質を決める
陽子＋中性子数・・・質量数
同位体（核種）の表記
長寿命核種
実験
質量保存則
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2NaCl （天秤上、密閉した中で反応させる）
予想
反応の後で装置全体の質量は１）増加する２）減少する３）かわらない
挙手させる・・・結果は１）０人 ２）１５人 ３）２０人くらい。
実験で確かめる。ほぼ変わらないことを確認（天秤の精度の範囲で）
閉じた系(closed system)と開いた系(open system)の説明
・・・系の外部との物質のやりとり
質量保存則は閉じた系をつくらないと成立しない。
実験
ふたをしないで少量の石灰質の砂（与論島の海岸砂）に塩酸を加える
系全体の質量変化の予想：増える１減る１５変わらない１０