これならわかる化学:化学基礎教養

左から、原子名・陽子数・中性子数・電子数の順で書いていく。イオン化しているものは電子の割合をどれだけとれば陽イオン・陰イオンになっているかが自然とわかりかけるようになるはずだ(つっても暗記ですけど…)。

H  1  2  1
C  6  7  6
B  7  7  7
Br‐ 35 44  36
O  8  10    8
Cl  17 20 17
K   19 20 79
Fe3+ 26 30 23

よく見ればわかるけどイオンになってる原子は電子数が多くなったり少なくなったりしている。これは陽子数との足し引きでつじつまをあわせるように書いていけばいいだけだ。Brのところでは36の電子数が35よりひとつ分多くなっていて、Feのところでは電子数が3つ分少なくなっている(赤く塗ったところ)。じゃ次は、化学の基礎問題を解いていこう。こいつも高校レベルなんで暗記する以外ない。

○周期表の18族は希ガス・不活性ガスと呼ばれる。
○周期表の1族はアルカリ金属と呼ばれる(一価の陽イオンになりやすい)。
○周期表の17族はハロゲンと呼ばれる(一価の陰イオンになりやすい)。
アボガドロ定数とは1molに含まれる粒子数のことであって、約6.02*11^23(mol‐1)である。
1molとは炭素12gに含まれる原子の数と同じ数の粒子の集団(この定義を炭素スケールと呼ぶ)。
○電磁波の粒子性とは光電効果コンプトン効果による証明がある。
○金箔にα線を当てて原子核の大きさを推定したのはラザフォードである。
○水素原子の発光スペクトルと波長に関連性があると主張したのはバルマーである。
○ボーアはクーロン力と遠心力のつりあいから電子エネルギーを求めた。
ド・ブロイは物質波の提唱者である。
シュレディンガーは波動方程式で知られる。
○周期表を完成させたのはメンデエーレフである。
p軌道全体では6個の電子が入ることができ、xyzそれぞれに2つづつ入る。

このうち重要なのは光電効果・コンプトン効果・バルマーの業績・ボーアの業績・物質波(ド・ブロイによる)だと思うんで、それを解説する。どれも化学における基礎的な概念なのでしっかりと覚えておくほうがいいだろう。量子力学におけるは波動(波)と粒子の二重性質によく着眼してこのあたりを覚えるといい。超簡単に言うと、従来の物理学では電磁波は波動だと思われていた。だが、それは粒子としての性質ももちうることがわかり量子力学の歴史が幕を開けたのである。

○光電効果・・・光を物質に当てると電子が放出される(=外部光電効果)。
○コンプトン効果・・・X線(電磁波)を分光分析すると粒子性を持つ証明がなされた(=コンプトン効果)。
○バルマーの業績・・・オングストロームの測定法を用いて、水素原子線スペクトルを確証した。
○ボーアの業績・・・バルマーの提起を証明し、量子力学の基礎を構築した(=ボーアモデル)。
○ド・ブロイの物質波・・・粒子性と波動性を結びつける考え方をドブロイは考案した(=ド・ブロイ波)。

ついでに言っておくと電磁波は波長が小さくなるほどエネルギーは大きくなる。X線というのは電磁波の短いもののことをいっているのである。要するにX線はエネルギーが大きい。これらは癌発症原因となるような遺伝子にダメージを与える。周波数の低いもの、すなわち波長の長いものは赤外線といわれるものになる。我々が色を認識できるのもこの波長の長さの長短に起因する。これはよく逆に間違えやすいのでセットでしっかりと暗記しておこう(光は電磁波の一種だ)。というわけで化学基礎教養は終わり。次は電池と電気分解について講義しよう。

marikoi

ここの主筆・共同管理人。ぶっちゃけ狂人。

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