02×10 23 個含まれている。 ・ 水(H 2 O)の原子量は18であるが、水のモル質量は18g/molである。 イオン結晶や金属結晶など組成式で表される物質については、式量にあたる粒子が単位粒子だと決められている。 たとえば鉄Feの場合、原子量は56であるが、Feのモル質量も56g/molである。また、56g中の鉄には、Feが6. 02×10 23 個含まれている。 塩化ナトリウムNaClの場合、NaClの式量は58. 5であるが、NaClのモル質量は58. 5g/molである。また、58. 5g中の塩化ナトリウムには、Na + が6. 02×10 23 個とCl - が6. 02×10 23 個含まれている。 1molの気体の体積 [ 編集] すべての気体は、物質の種類にかかわらず、1molの気体の体積は、0℃かつ1気圧の状態(これを 標準状態 という)のもとでは 22. 4 L になる。この法則を アボガドロの法則 (Avogadro's law)という。なお、単位の L はリットルのことである。 ある温度および圧力で、気体1molが占める体積のことを モル体積 (molar volume)という。 発展: アボガドロ定数の測定 [ 編集] ケイ素による、現在のアボガドロ定数の推奨値 アボガドロ定数は、結晶構造を測定することによって得られる。現在の精密なアボガドロ定数の推奨値(2006年)は、高純度のケイ素の結晶構造の質量と体積を測定することによって密度をもとめ、またX線測定により結晶構造および単位格子の一辺の長さが求まり、それらの測定データをもとに N A =6. 0221479 × 10 23 が得られている。 ステアリン酸による測定 あまり精密ではないが、ステアリン酸C 17 H 35 COOHを利用して実験的にアボガドロ定数を測定する方法もある。ステアリン酸とはカルボン酸の一種であるが、水面上にステアリン酸を置くと、すきまなく1層の単分子膜をつくり、その膜中の1分子づつは直立している。別の測定によって、ステアリン酸の断面積が 2.
なるべく自力で 「化学式の前の大きな数字」を調節 し、化学反応式を完成させましょう。 ただしある程度覚えてしまうのも1つの手ではあります。 定期試験などでは暗記で対応できるでしょう。 POINT!! 化学反応式をつくるには ・化学式の中の 小さな数字は変えてはいけない ! ・化学式の前の 大きな数字を調節する ! 4.主な化学反応式 主な化学反応式を示します。 中学校で習うものはおそらくこれくらいです。 下の7つは中3になってからでもよいでしょう。 以下は私立高校の入試前に書けるようになればよいでしょう。 POINT!! ・化学式は必ず覚えておく。 ・化学反応式では、左辺の各原子の数=右辺の各原子の数 ・「小さな数字」を変えてはいけない。「大きな数字」のみ変える。 こちらもどうぞ 中2、中3生向けに化学反応式の練習教材を販売しています。(エクセル形式) 中2用と中3用があります。 ボタン1つで順番がランダムとなるテストが作成できます。
■ドルトンの原子説 化学変化の前後で、原子がなくなったり、新しくできたり、種類が変わることはない。 よって化学反応式では 「左辺の各原子の数」=「右辺の各原子の数」 とならなければならない。 (例) 次の化学反応式は「銅の酸化」を表しています。 この化学反応式の意味を説明します! 「銅の酸化」は言葉で書くと 銅 + 酸素 → 酸化銅 ですよね。 化学反応式を書くルールとして 「左辺の各原子の数」=「右辺の各原子の数」 が成り立たねばなりません。 そのために「化学式の前の大きな数字」が必要なんです。 この化学反応式中に省略されている「1」を書いてみましょう。 よって左辺には 「Cu原子が1個」という集団2つ・「O原子が2つ」という集団が1つ ありますね。 また右辺には 「Cu原子が1個・O原子が1個」という集団が2つ あることになります。 なので 「左辺のCu原子の数」=「右辺のCu原子の数」 「左辺のO原子の数」=「右辺のO原子の数」 が成り立っていますね。 ちなみにこれを表すモデル図は以下のようになります。 POINT!! 化学反応式では ・ 左辺 ・・・反応 前 の物質を表す ・ 右辺 ・・・反応 後 の物質を表す ・左辺と右辺で、 各原子の個数が同じ でなければならない! 3.化学反応式の書き方・作り方 (例) 水素の燃焼(水素と酸素が反応して水ができる)を例にして、化学反応式の書き方を説明していきます! まず言葉で反応の様子を表すと となりますね。 次に「大きな数字」はあとまわしで 「物質名」を「化学式」に書き換えましょう。 今のままでは 左辺: 「H原子が2個」の集団が1つ・「O原子が2個」の集団が1つ 右辺: 「H原子が2個・O原子が1個」の集団が1つ という意味となり、O原子の数が合いません。 原子の数を合わせるときは 「化学式の前の大きな数字」のみを調節します 。 「化学式の中の小さな数字」は一切変えてはいけません 。 O原子の数を合わせるため、右辺のH 2 Oの前に「2」を付けます。 これで 左辺: 「H原子が2個」の集団が1つ・「O原子が2個」の集団が1つ 右辺: 「H原子が2個・O原子が1個」の集団が2つ となりました。 しかし今度はH原子の数が合いません。 H原子の数を合わせるため、左辺のH 2 の前に「2」を付けます。 これで 左辺: 「H原子が2個」の集団が2つ・「O原子が2個」の集団が1つ 右辺: 「H原子が2個・O原子が1個」の集団が2つ となりました。 すべての原子の数が両辺で等しくなりましたね。 これで完成です。 これが化学反応式のつくり方、書き方です。 基本的に化学反応式は丸暗記するものではありません。 ※ 「化学式」は暗記しなければなりません!
45 自然界にある炭素の原子量を求めるには、同位体の存在比も計算に含めないといけないので、たとえば天然の炭素Cは安定同位体が2種類あり、 12 Cと 13 C(相対質量は13. 003)がある。存在比は、 12 Cが98. 90%に対し、 13 Cが1. 10%なので、炭素Cの原子量は、 よって炭素Cの原子量は12. 01である。 なお、原子量には単位を付けない。 他の元素の例: 23 Na原子の原子量は22. 990である。ナトリウムの場合、同位体が存在しないので、相対質量がそのまま原子量に等しくなる。 分子量 [ 編集] 分子量の例 分子 分子量 (概数値) 水素 H 2 2. 0 酸素 O 2 32 塩素 Cl 2 71 塩化塩素 HCl 36. 5 アンモニア NH 3 17 分子についても、質量の基準として 12 C=12を基準とした相対質量で表す。この分子の相対質量を 分子量 (ぶんしりょう, molecular weight)という。分子量の大きさは、その分子中の原子の、原子量の総和である。 ・例: 水 H 2 O の分子量 = 1. 0 × 2 +16. 0 = 18. 0 よって、H 2 O の分子量は 18. 0 である。 分子量も相対値なので、単位をつけない。 なお、元素の原子量を小数点1ケタまでの概数値として、水素の原子量を1. 0として、酸素の原子量を16. 0とした。 ※ この例のように、高校レベルで、実際に分子量を計算するときは、小数点1ケタか、せいぜい2ケタまでの概数値(がいすうち)を求めればよい。なお入試では、有効数字を何桁にするかは、問題文中に指示されている。 ※ 原子量の値を覚える必要は無い。入試などでも問題文中に、原子量の値は記載されている。検定教科書でも、原子量は小数点1ケタていどの概数値を用いて、分子量を計算しているし、原子量の値は記憶しなくてよいように教科書中に記載している。また、教科書会社ごとに、原子量の概数値の取り方が微妙に違ってるので、結果的に、分子量の概数値も教科書会社ごとに微妙に異なっている。 ・例: 二酸化炭素 CO 2 の分子量 = 12. 0 +16. 0 × 2 = 44. 0 CO 2 の分子量は 44. 0 である。 練習問題 (1) メタンCH 4 の分子量を求めよ。ただし、Cの原子量を12とし、Hの原子量を1.
0×4=18 よって式量は18となる。 (4)硫酸銅(II) の組成式はCuSO 4 の式量 = 物質量 [ 編集] 原子の質量は非常に小さく、1個単位で扱うのは非常に不便である。そこで化学では、 6. 02×10 23 個の量をモルといい、単位記号に mol (「モル」と発音)を用いる。 この6. 02×10 23 という数値が決められた理由を、次の節で述べる。 1molの意味 [ 編集] 1molの意味する6. 02×10 23 という数値は、12gの炭素の中に含まれる炭素原子 12 Cの数にほぼ近い。しかし、厳密には、同位体 13 Cが存在するためCの6. 0×10 23 個の質量が12gからは少し質量がずれるので、相対的に 12 C だけが1molある場合の相対質量を12だと定義されている。 そもそも、 12 Cの相対質量がぴったりとにあうように、6. 02×10 23 個 という数が決められているのである。 なお、1molに相当する6. 02×10 23 というこの数値は アボガドロ数 (Avogadro's number)と呼ばれ、記号 N を用いて表す。 なお、単位つきの1molあたりの粒子数 6. 02×10 23 [/mol]のことをアボガドロ定数(Avogadro's constant)といい、 N A で表す。 ※ アボガドロ数とアボガドロ定数との区別は、あまり本質的なことではない。教科書によっては、どちらかを紹介しない場合もある。 組成式で表される物質の場合 たとえば塩化ナトリウム NaCl ではイオン結晶により結晶構造を取るため、粒子の数をかぞえる際に、なにが粒子1個なのかは不明確である。このような場合、組成式に相当する粒子を単位粒子とする。 たとえば塩化ナトリウムなら、Na + の1個とCl - の1個とが結合したNaClの1分子を1粒として数える。 3. 01×10 23 個からなる二酸化炭素分子の物質量はいくらか。 答え 物質量は0. 50molである。 モル質量 [ 編集] ある粒子の1molあたりの質量のことを モル質量 (molar mass)といい、単位[g/mol]を用いて表す。ある物質のモル質量は、その物質の原子量・分子量・式量にg/molをつけたものとなる。 ・ ナトリウム(Na)の原子量は23であるが、ナトリウムのモル質量は23g/molである。また、23g中のナトリウムには、ナトリウム原子が6.
原子量と式量と分子量 [ 編集] 物質の量 [ 編集] 原子1個あたりの質量はきわめて小さすぎるので、1個単位で扱うのは、とても不便である。そこで化学では、 6. 02×10 23 個 をひとまとまりにして原子・分子などを数える。この6. 02×10 23 個の量をモルといい、単位記号に mol (「モル」と発音)を用いる。 そして、molを単位として数えた粒子の個数を 物質量 (ぶっしつりょう、amount of substance)という。 つまり、 1 mol = 6. 02×10 23 個 である。 この6. 02×10 23 という数値が、この値に決められた理由については、のちの節で述べる。 原子量 [ 編集] 相対質量 [ 編集] 原子の質量と相対質量 原子 質量(g) 相対質量 1 H 1. 6735×10 -24 1. 0078 12 C 19. 926×10 -24 12(基準) 16 O 26. 560×10 -24 15. 995 23 Na 38. 175×10 -24 22. 990 35 Cl 58. 067×10 -24 34. 969 238 U 395. 28×10 -24 238. 05 ある原子Aについて、比較のため炭素 12 Cの1個の質量を基準として、 12 Cの1個の質量を12と定めた場合、その原子Aの相対的(そうたいてき)な質量を 原子量 (げんしりょう, atomic mass)という。 たとえば水素の相対質量(そうたい しつりょう)は 1. 0078 になる。水素の相対質量がぴったり質量が1でない理由は、同位体が、水素および炭素にそれぞれ存在するためなどの理由による。 元素の原子量 [ 編集] 同位体の天然存在比と原子量 元素 同位体 天然存在比(%) 原子量 水素 1 H 2 H 1. 0078 2. 0141 99. 9885 0. 0115 1. 008 炭素 12 C 13 C 12(基準) 13. 003 98. 93 1. 07 12. 01 酸素 16 O 17 O 18 O 15. 995 16. 999 17. 999 99. 757 0. 038 0. 205 16. 00 ナトリウム 100 22. 99 塩素 35 Cl 37 Cl 34. 970 36. 966 75. 76 24. 24 35.
このページでは「化学反応式とは何か」「化学反応式が示す意味」「化学反応式のつくり方・書き方」を解説しています。 原子という言葉の意味( →【原子と分子】← を参考に)や化学式などを覚えたうえで読んでみてください。 動画による解説は↓↓↓ 中2化学【化学反応式の意味と作り方】 チャンネル登録はこちらをクリック↓↓↓ 1.化学式の数字の意味 ■「化学式の前の大きな数字」と「化学式の中の小さな数字」 化学式の前の大きな数字・・・その うしろの集団の数 を表す 化学式の中の小さな数字・・・ その前の原子の数 を表す どちらも「1」は省略する。 (例) この化学式の表記の意味を説明していきます! 記号「H」のうしろに小さな数字「 3 」が書かれています。 これは その前の「H原子」が何個あるか を示しています。 また記号「N」のうしろには小さな数字はありません。 しかしこれは「1」が省略されています。 つまり「 1 」も含めて書くと下のようになります。 よって小さな数字の「 1 」と「 3 」の意味は その前の 「N原子」が 1 個・「H原子」が 3 個 あるという意味です。 ここでNH 3 の前に書いてある大きな数字「2」の意味も考えます。 大きな数字は その うしろの化学式が表す集団の数 を示します。 この場合は「NH 3 という集団」が 2 つという意味です。 言い換えると「N原子が 1 個・H原子が 3 個」の集団が 2 つということになります。 ということは全部で 「 N原子が2個・H原子が6個 」あることになります。 これをモデルで表すと下図です。 N原子1個・H原子3個が結びついた集団をつくっています。 そしてこの集団が2つです。 この「集団」と「集団」は結びついているわけではないので、離して書きます。 (くっつけて書いてはいけない!) (例②) 続いてはこの化学式の意味です。 省略されている「1」を書くと以下のようになります。 ということは 「Na原子が 2 個・C原子が 1 個・O原子が 3 個」の集団が 2 つ。 つまり全部で 「 Na原子が4個・C原子が2個・O原子が6個 」あります。 これをモデル図で表すと下図です。 POINT!! ・ 小さな数字 ・・・ 直前の原子の個数 を表す ・ 大きな数字 ・・・ うしろの原子たちの集団の個数 を表す 2.化学反応式の意味 ■化学反応式 化学変化のようすを化学式を用いて表したもの。 左辺に「反応前の物質」 右辺に「反応後の物質」 を書き、右向きの矢印「→」を使って表す。 ※「→」を 「=」と書いてはいけない ですよ!