原子と分子
カワウソ先生原子は化学変化の前後でなくならない・新しくできない・ほかの種類に変わらない。これが化学反応式の係数のルールにつながるよ。
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- 物質をつくる最小の粒を原子という。原子はそれ以上分けられず、種類ごとに決まった質量と大きさをもつ。
- 原子の種類(元素)はH・O・Naなどの元素記号で表す。原子がいくつか結びついたまとまりが分子である。
- 1種類の原子だけでできた物質を単体、2種類以上の原子が結びついた物質を化合物という。どちらも化学式(新しいタブで開きます)で表す。
詳しく
ポイント
物質をつくる最小の粒を原子という。原子には3つの性質がある。①それ以上分けられない。②種類ごとに決まった質量と大きさをもつ。③化学変化の前後で、新しくできたり、なくなったり、ほかの種類の原子に変わったりしない。
原子の種類を元素といい、元素はアルファベット1〜2字の元素記号で表す。水素(新しいタブで開きます)はH、酸素(新しいタブで開きます)はO、炭素はC、窒素はN、ナトリウムはNa、塩(新しいタブで開きます)素はCl、鉄はFe、銅はCu、銀はAgのように表す。
元素記号を使って、物質を構成する原子の種類と数を表した式を化学式という。化学式の書き方は、次のページ(化学反応式)で詳しく練習する。
分子・単体と化合物
原子がいくつか結びついて1つのまとまりになったものを分子という。分子は物質の性質を示す最小の単位である。水素分子はH₂、酸素分子はO₂、水分子はH₂O、二酸化炭素分子はCO₂のように表す。
1種類の原子だけでできている物質を単体という。水素(H₂)・酸素(O₂)・銅(Cu)・鉄(Fe)・炭素(C)などがその例である。2種類以上の原子が結びついてできている物質を化合物という。水(H₂O)・二酸化炭素(CO₂)・塩化ナトリウム(NaCl)などがその例だ。
銅や鉄、塩化ナトリウムのように、分子をつくらない物質もある。これらは決まった数の原子が集まって分子をつくるのではなく、原子(または原子の集団)が次々とつながって物質をつくる。この場合の化学式(Cu・Fe・NaClなど)は、物質を構成する原子の種類と、その割合を表している。
なぜそうなるか
現在知られている元素は100種類をこえており、周期表はこれらの元素を性質の似たものが並ぶように整理した表である。元素の種類が多くても、世界共通の元素記号を使えば、どの国の人が見ても同じ物質だとわかりやすい。
原子が「なくならず、新しくできず、ほかの種類に変わらない」のは、化学変化が原子の組み合わせ方を変えるだけの変化であり、原子そのものをつくったり壊したりする変化ではないためである。この性質があるからこそ、化学変化の前後で物質の質量の総和が変わらないことが説明できる。
分子をつくる物質と分子をつくらない物質があるのは、原子どうしの結びつき方の違いによる。決まった数の原子が結びついて1つのまとまりで安定するものは分子になり、原子(や原子の集団)が次々とつながって結びつくものは分子をつくらない。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/atoms-and-molecules/?from=print#quiz
原子の性質として誤っているものはどれか。
- ◯ 種類ごとに決まった質量と大きさをもつ
- ◯ 化学変化の前後で原子の種類は変わらない
- ◯ 化学変化によって新しい種類の原子ができることがある
- ◯ それ以上分けることができない
正解:化学変化によって新しい種類の原子ができることがある
原子は化学変化によって新しくできたり、なくなったり、ほかの種類の原子に変わったりしない。元素記号「Fe」が表す原子はどれか。
- ◯ 鉄
- ◯ 硫黄
- ◯ リン
- ◯ フッ素
正解:鉄
Feは鉄を表す元素記号である。2種類以上の原子が結びついてできている物質を何というか。
- ◯ 化合物
- ◯ 単体
- ◯ 元素
- ◯ 分子
正解:化合物
2種類以上の原子が結びついてできている物質を化合物という。水(H₂O)や二酸化炭素(新しいタブで開きます)(CO₂)がその例である。周期表は、どのような基準(新しいタブで開きます)で元素を並べた表か。
- ◯ 元素記号のアルファベット順に並べた表
- ◯ 性質の似たものが並ぶように整理した表
- ◯ 発見された年代の順に並べた表
- ◯ 原子の大きさの順に並べた表
正解:性質の似たものが並ぶように整理した表
周期表は、多数の元素を性質の似たものが並ぶように整理した表である。
単元のポイント
- 原子の3つの性質 ①それ以上分けられない②種類ごとに質量・大きさが決まっている③化学変化で新しくできたり、なくなったり、ほかの種類に変わったりしない
- 元素記号 原子の種類(元素)をアルファベット1〜2字で表す記号。H(水素)・O(酸素)・Na(ナトリウム)など
- 単体と化合物 単体は1種類の原子だけの物質(水素・銅など)。化合物は2種類以上の原子が結びついた物質(水・二酸化炭素など)
- 分子をつくらない物質 金属(Cu・Feなど)や塩化ナトリウム(NaCl)は分子をつくらず、原子がそのまま並んで物質をつくる