物質ぶっしつ の 成なり立たち (原子げんし・分子ぶんし・元素げんそ記号きごう・化学かがく式しき)

この 章しょうで 学まなぶこと

中なか 1 で は、 物質ぶっしつ を 「水みず・砂さ糖とう・鉄てつ」 の よう に 見みた 目め の 名前なまえ で 区く別べつ し て き ました。 中なか 2 で は そ の 中なか身み に踏ふみ 込こみ み、 「全ぜん て の 物ぶっ質しつ は原げん子し と い う 小しょう さ な 粒つぶつぶ で で き て い る」 と い う、 化か学がく の 一番いちばん大切たいせつ な 考こう え 方かた を 学がく び ます。

• 原子げんし と は 何なに か、 ドルトン の原げん子し説 の 3 つ の 主しゅ張ちょう を 言いえる
• 分子ぶんし と は 何なに か、 アボガドロ の分ぶん子し説 を 説せつ明めい で きる
• 主おも な 元素記号げんそきごう (約やく 20 個こ) を 覚さとし え、 周期表しゅうきひょう で 位い置ち が 分ぶん か る
• 化学式かがくしき で 物質ぶっしつ を 表ひょう せ る (H2O・CO2・NaCl・Fe・Cu)
• 単体たんたい と 化合物かごうぶつ、 混合物こんごうぶつ の 区く別べつ が で き る
• 原げん子し の 内ない部ぶ構こう造ぞう (陽よう子し・中ちゅう性せい子し・電でん子し) を イメージ で きる

ポイント: 中なか 2 化か学がく の出しゅっ発ぱつ点 は 「物ぶっ質しつ = 原げん子し の組くみ合あわ せ」 と い う 見方みかた。 こ の 見方みかた が で き る と Ch3 の 化学かがく反はん応のう式 が ぐ っ と 楽らく に な り ま す。

1. 原子げんし — 物質ぶっしつ を つくる 最小さいしょう の 粒つぶ

「水みず を ど ん ど ん 分ぶん け て い く と、 最さい後ご は 何なに に な る の か？」 こ の 問もん い に初はじめ て 答こたえ え た の が、 ドルトン (イギリス の 化か学がく者しゃ、 1803 年ねん ご ろ) で す。

ドルトン の 原げん子し説

主しゅ張ちょう	内ない容よう
①	物ぶっ質しつ は そ れ 以上いじょう分ぶん け ら れ な い 小しょう さ な粒つぶ で で き て い る。 こ れ を **[[原子
②	同どう じ 種しゅ類るい の 原子げんし は 大だい き さ・質しつ量りょう が 同どう じ
③	化学かがく変化へんか で は原げん子し が 組ぐみ み 合ごう わ さ り を 変へん え る だ け で、 新あたらし く で き た り消きえ た り は し な い

原げん子し の 3 つ の 性せい質しつ

性せい質しつ	く わ し く
と て も 小しょう さ い	大だい き さ は 直ちょっ径けい約 1 億おく分ふん の 1 cm。 顕けん微び鏡かがみ で も 直接ちょくせつ は 見み え な い
化学かがく変化へんか で は 分ぶん か れ な い	燃ねん焼しょう・酸さん化か な ど で も原げん子し そ の も の はここわわ れ な い
種しゅ類るい が 決けつ ま っ て い る	自し然ぜん界かい に は 約やく 90 種たね、 人工じんこう を 含 め て 約やく 118 種たね

原げん子し の 中なか身み (発はっ展てん)

ドルトン は「分ぶん け ら れ な い」 と 言げん い ま し た が、 そ の 後ご の 研けん究きゅう で 原げん子し に も 中なか身み が あ る こ と が 分ぶん か り ま し た。

部ぶ分ぶん	性せい質しつ	数かず
陽よう子し	+ の電でん気き	種しゅ類るい を 決けつ め る (水すい素そ = 1、 酸さん素そ = 8)
中ちゅう性せい子し	電でん気き な し	質しつ量りょう を 決けつ め る
電でん子し	− の電でん気き	陽よう子し と 同どう じ 数かず

大事だいじ: 中なか 2 で は こ の内ない部ぶ構こう造ぞう は イメージ だ け で十じゅう分ぶん。 詳 し い 数すう字じ は高こう校こう化学かがく で 学がく び ま す。 「原子げんし = と て も 小しょう さ な粒つぶ、 種しゅ類るい ご と に性せい質しつ が違ちがう」 と お さ え れ ば OK。

2. 分子ぶんし — 原子げんし が く っ つ い た グループ

水みず は H₂O と 書しょ き ま す。 こ れ は 「水素すいそ原子げんし 2 個こ と酸さん素そ原子げんし 1 個こ が く っ つ い た グループ」 と い う 意い味み。 こ の グループ を 分子ぶんし と 呼こ び ま す。

アボガドロ の 分ぶん子し説 (1811 年ねん)

主しゅ張ちょう	内ない容よう
①	気き体たい は **[[分子
②	同どう じ 温度おんど・気き圧あつ な ら、 同どう じ 体たい積せき の 気き体たい に は 同どう じ 数かず の分ぶん子し が含ふくま れ る

単たん原子げんし分子ぶんし と 多た原子げんし分子ぶんし

タイプ	れい	説せつ明めい
単たん原子げんし分ぶん子し	He (ヘリウム)・Ne (ネオン)・Ar (アルゴン)	原子げんし 1 個こ で そ の ま ま 安あん定てい
2 原げん子し分ぶん子し	H₂・O₂・N₂・Cl₂	同どう じ 原子げんし 2 個こ が ペア
多た原子げんし分ぶん子し	H₂O・CO₂・NH₃・CH₄	違 う 原子げんし が 複ふく数すう組くみ 合ごう わ さ る

分ぶん子し を つ く ら な い 物ぶっ質しつ

す べ て の 物ぶっ質しつ が 分ぶん子し の形かたち を と る わ け で は あ り ま せ ん。

タイプ	れい	構造こうぞう
金きん属ぞく	Fe (鉄てつ)・Cu (銅どう)・Au (金きん)	原子げんし が 規き則そく的てき に 並なみ ぶ (金きん属ぞく結けっ晶しょう)
イオン 結けっ晶しょう	NaCl (食しょく塩えん)	+ と − の 原子げんし が交こう互ご に 並なみ ぶ

ポイント: 「分ぶん子し と し て 存そん在ざい す る 物ぶっ質しつ」 と「分ぶん子し と し て 存そん在ざい し な い 物ぶっ質しつ」 が あ る。 金きん属ぞく や 食しょく塩えん は 分ぶん子し と は 言げん わ な い こ と に 注ちゅう意い。

3. 元素げんそ記号きごう — 原子げんし の 「名な札ふだ」

世せ界かい中じゅう の 化か学がく者しゃ が 共きょう通つう し て 使し え る よ う に、 原げん子し の 種しゅ類るい (= 元素げんそ) に は アルファベット 1 〜 2 文も字じ の 記き号ごう が つ け ら れ て い ま す。 こ れ が 元素記号げんそきごう で す。

中なか 2 で 必ひっ須す の 元素げんそ記号きごう (10 個こ)

元素げんそ名めい	元素げんそ記号きごう	よ み	主おも な 場ば所しょ
水すい素そ	H	エイチ	水みず (H₂O)、 燃ねん料りょう
炭たん素そ	C	シー	木もく材ざい・有機ゆうき物ぶつ・鉛えん筆ぴつ (黒こく鉛えん)
酸さん素そ	O	オー	空くう気き (O₂)、 水みず (H₂O)
窒ちっ素そ	N	エヌ	空くう気き の 78 %
ナトリウム	Na	エヌ エー	食しょく塩えん (NaCl)
マグネシウム	Mg	エム ジー	線香せんこう花火はなび・葉緑りょく素そ
アルミニウム	Al	エー エル	1 円えん玉だま・サッシ
鉄てつ	Fe	エフ イー	釘くぎ・血けつ液えき
銅どう	Cu	シー ユー	10 円えん玉だま・電でん線せん
塩えん素そ	Cl	シー エル	プール の 消しょう毒どく・食しょく塩えん

あ と少すこし 余よ裕ゆう が あ れ ば

元素げんそ名めい	記き号ごう	れい
硫い黄おう	S	硫い化か鉄てつ (FeS)
カルシウム	Ca	貝かい・骨ほね・卵たまご の殻から
カリウム	K	肥ひ料りょう
銀ぎん	Ag	アクセサリー
金きむ	Au	指ゆび輪わ・コイン
水すい銀ぎん	Hg	体たい温おん計
亜あ鉛えん	Zn	電でん池ち・トタン

覚さとし え 方かた の コ ツ

工夫くふう	れい
元素げんそ名めい の英えい語ご由ゆ来らい と 結むすぶ び つ け る	Hydrogen → H、 Oxygen → O、 Carbon → C
ラテン 語かたり由ゆ来らい は 別べっ途と暗あん記き	鉄てつ = Ferrum → Fe、 銅どう = Cuprum → Cu、 金きむ = Aurum → Au
大文もん字じ 1 + 小文もん字じ 1 のルルーールル	Na (○)、 NA や na は誤あやまり

大事だいじ: 元素げんそ記号きごう は 大文もん字じ と 小文もん字じ が 区く別べつ さ れ る。 「Co」 は コバルト、 「CO」 は一いっ酸さん化か炭たん素そ。 大文もん字じ か 小文もん字じ か を ま ち が え る と 全ぜん く 別べつ の 物質ぶっしつ に な る。

4. 周期しゅうき表ひょう — 元素げんそ の並ならび 順じゅん

世せ界かい中じゅう の 化か学がく者しゃ が 使し う 「周期表しゅうきひょう」 は、 元素げんそ を 原子げんし番ばん号ごう (= 陽よう子し の 数かず) の 順じゅん に 並なみ べ て、 似に た 性せい質しつ が縦たて に 並なみ ぶ よ う に 整せい理り し た 表ひょう で す。 1869 年ねん、 ロシア の メ ン デ レ ー エ フ が原げん型けい を つ く り ま し た。

周期しゅうき表ひょう の 読 み 方かた

軸じく	意い味み
横よこ (周しゅう期き)	同どう じ 行あるき = 電でん子し の 殻から の 数かず が同おなじ
縦たて (族ぞくぞく)	同どう じ 列れつ = 性せい質しつ が 似に て い る (1 族ぞく = アルカリ 金きん属ぞく、 17 族ぞく = ハロゲン、 18 族ぞく = 希ガスガス)

中なか 2 で 出で て く る 主おも な族ぞく

族ぞく	名めい称しょう	主おも な 元げん素そ	性せい質しつ
1 族ぞく (Na・K)	アルカリ 金きん属ぞく	Na・K	水みず と 激げき し く反はん応のう
2 族ぞく (Mg・Ca)	アルカリ土ど類るい金きん属ぞく	Mg・Ca	比ひ較かく的てき軟やわら か い 金きん属ぞく
17 族ぞく (Cl)	ハロゲン	Cl・F・Br・I	漂ひょう白はく・殺さっ菌きん作用さよう
18 族ぞく (He・Ne)	希ガスガス (貴とうと ガス)	He・Ne・Ar	ほ と ん ど反はん応のう し な い

金きん属ぞく と 非ひ金きん属ぞく

区く分ぶん	れい	共きょう通つう す る 性せい質しつ
**[[金属	きんぞく]]**	Fe・Cu・Al・Au・Ag
非ひ金きん属ぞく	H・C・O・N・S・Cl	電でん気き を ほ と ん ど 通つう さ な い (例れい外がい: 黒鉛こくえん)、 光こう沢たく な し

ポイント: 周期しゅうき表ひょう の 左ひだり と 中ちゅう央おう が 金きん属ぞく、 右みぎ が 非ひ金きん属ぞく。 こ の 大だい ま か な 区く分ぶん を 覚さとし え て お く と、 元素げんそ の 性せい質しつ を 思 い 出で し や す く な り ま す。

5. 化学かがく式しき — 物質ぶっしつ を 記き号ごう で 書しょ く

元素げんそ記号きごう を 組くみ み 合ごう わ せ て、 物質ぶっしつ そ の も の を 表ひょう し た も の を 化学式かがくしき と 呼こ び ま す。

化学かがく式しき の 基き本ほん ル ー ル

ル ー ル	れい
元素げんそ記号きごう を 並なみ べ る	H + O = HO ? → 数かず を 書しょ か な い と 不ふ正せい確かく
数かず は 右みぎ下か に 小しょう さ く 書しょ く	H₂O (水素すいそ 2 個こ + 酸素さんそ 1 個こ)
1 個こ の と き は 数かず を 書しょ か な い	H₂O (酸素さんそ は 1 個こ だ が「O₁」 と 書しょ か な い)
数字すうじ が 大だい き く 1 文も字じ目め に来くる と き は 係数けいすう	2H₂O = 水分すいぶん子こ が 2 個こ

中なか 2 で 必ひっ須す の 化学かがく式しき

物質ぶっしつ	化学かがく式しき	構こう成せい
水みず	H₂O	水素すいそ 2 + 酸素さんそ 1
二に酸さん化か炭素たんそ	CO₂	炭素たんそ 1 + 酸素さんそ 2
酸さん素そ (気き体たい)	O₂	酸素さんそ 2
水素すいそ (気き体たい)	H₂	水素すいそ 2
窒ちっ素そ (気き体たい)	N₂	窒素ちっそ 2
アンモニア	NH₃	窒素ちっそ 1 + 水素すいそ 3
メタン	CH₄	炭素たんそ 1 + 水素すいそ 4
食しょく塩えん	NaCl	ナトリウム 1 + 塩素えんそ 1
酸化さんか銅どう	CuO	銅どう 1 + 酸素さんそ 1
酸化さんか鉄てつ	Fe₂O₃ な ど	鉄てつ と 酸素さんそ が組くみ 合ごう わ さ る
鉄てつ (単たん体たい)	Fe	鉄てつ の み
銅どう (単たん体たい)	Cu	銅どう の み

大事だいじ: 化学かがく式しき は 理り科か用語ようご の 「漢かん字じ」。 H₂O を「ア ッ チ ュ ー オー」 と読よま ず 「水みず」 と 読 む。 CO₂ は「シーオーツー」 で は な く「二に酸さん化か炭たん素そ」。 必 ず 物質ぶっしつ名めい とセットセット で暗あん記き。

6. 単体たんたい ・ 化合かごう物ぶつ ・ 混合こんごう物ぶつ

物質ぶっしつ は 化学かがく式しき の視し点てん で 3 つ に 分ぶん け ら れ ま す。

3 つ の 区く分ぶん

区く分ぶん	説せつ明めい	れい
**[[単体	たんたい]]**	1 種しゅ類るい の 元素げんそ だ け で で き た 物ぶっ質しつ
**[[化合物	かごうぶつ]]**	2 種しゅ類るい以上いじょう の 元素げんそ が 化学かがく変化へんか で 結むすぶ び つ い た 物ぶっ質しつ
**[[混合物	こんごうぶつ]]**	2 種しゅ類るい以上いじょう の 物質ぶっしつ が ま じ っ た だ け の も の

化合かごう物ぶつ と 混合こんごう物ぶつ の 区く別べつ

観点かんてん	化合かごう物ぶつ	混合こんごう物ぶつ
結むすぶ び 方かた	化学かがく変化へんか で 結むすぶ び つ い て い る	た だ ま じ っ て い る だ け
比ひ率りつ	常つね に 同どう じ 比ひ率りつ (H : O = 2 : 1)	比ひ率りつ は自じ由ゆう
分ぶん け 方かた	化学かがく変化へんか で分ぶん解かい す る	ろ 過か・蒸じょう留りゅう・再結けっ晶しょう な ど の 物理ぶつり的てき な 方法ほう
性せい質しつ	元もと の 物ぶっ質しつ と 別べつ の 性せい質しつ	元もと の 物ぶっ質しつ の 性せい質しつ が残のこる

例れい で 確かく認にん

物質ぶっしつ	区く分ぶん	理り由ゆう
鉄てつ (Fe)	単たん体たい	Fe だ け
水みず (H₂O)	化合かごう物ぶつ	H と O が 化学かがく変化へんか で 結むすぶ び つ く
食塩しょくえん水すい	混合こんごう物ぶつ	NaCl + H₂O が ま じ っ た だ け、 蒸じょう発はつ で 分ぶん け ら れ る
空気くうき	混合こんごう物ぶつ	N₂ 78 % + O₂ 21 % + そ の 他た
二に酸さん化か炭素たんそ (CO₂)	化合かごう物ぶつ	C と O が 結むすぶ び つ く
牛ぎゅう乳にゅう	混合こんごう物ぶつ	水みず・脂し肪ぼう・タンパク質しつ な ど

ポイント: 「化学かがく変化へんか で 元もと に 戻もど せ る か」 が 大だい き な 判はん断だん基き準じゅん。 物理ぶつり的てき に 分ぶん け ら れ れ ば 混合こんごう物ぶつ、 化学かがく変化へんか が 必要ひつよう な ら 化合かごう物ぶつ。

7. 安全あんぜん — 元素げんそ学習がくしゅう の 基き本ほん

元素げんそ の 学がく習しゅう そ の も の は紙かみ と 鉛えん筆ぴつ の 作業さぎょう で す が、 元素げんそ や 化学かがく式しき を ま ち が え る と、 次じ章しょう (化学かがく変化へんか) で 重大じゅうだい な 事じ故こ に つ な が り ま す。

元素げんそ記号きごう で 気き を つ け る こ と

ま ち が い や す い ペ ア	区く別べつ
C と Cl	炭たん素そ (C) と 塩えん素そ (Cl) は 全ぜん く 別べつ物もの
N と Na	窒ちっ素そ (N) と ナトリウム (Na) は 全ぜん く 別べつ物もの
Co と CO	コバルト (Co、 元素げんそ記号きごう) と 一いち酸さん化か炭たん素そ (CO、 化学かがく式しき)
大文もん字じ と 小文もん字じ	Na (○)、 NA や na は誤あやまり
下付つき 数すう字じ と 通常つうじょう の 数すう字じ	H₂O ≠ H2O ≠ H 2 O (式しき の 中なか で は 必 ず 下付つき 数すう字じ で 書しょ く)

化学かがく式しき を 覚さとし え る と き の注ちゅう意い

注ちゅう意い点てん	例れい
物質ぶっしつ名めい と セット で 覚さとし え る	NaCl ↔ 食しょく塩えん (両りょう方ほう向こう で)
数字すうじ を 必 ず 確かく認にん	CO₂ と CO は 別べつ の 物ぶっ質しつ (CO は 有ゆう毒どく な 一いち酸さん化か炭たん素そ)
大文もん字じ か ら始はじま る	1 文も字じ目め は 必 ず 大文もん字じ

Ch3 以降いこう に備そなえ る た め の 確かく認にん

ステップ	確かく認にん す る こ と
元素げんそ記号きごう 10 個こ	H・C・N・O・Na・Mg・Al・Cl・Fe・Cu を 何なに も 見み ず に 書しょ け る
化学かがく式しき 8 個こ	H₂O・CO₂・O₂・H₂・N₂・NH₃・CH₄・NaCl を 言げん え る
単体たんたい ・ 化合かごう物ぶつ の 区く別べつ	H₂ と H₂O の 違 い を 説せつ明めい で き る

大事だいじ: こ の 章しょう の 元素げんそ記号きごう・化学かがく式しき を 正せい確かく に 覚さとし え て い な い と、 Ch3 で 化学かがく反はん応のう式 が 全ぜん く 書しょ け ま せ ん。 「化学かがく は 暗記あんき と 計算けいさん の 両りょう方ほう が 必ひつ要よう」 とよよく言いわ れ る の は こ の た め。 鉛えん筆ぴつ と紙かみ で 何なん度ど も 練れん習しゅう し ま し ょ う。

ま と め

• 原子げんし は 物ぶっ質しつ を つ く る 最小さいしょう の粒つぶ。 種しゅ類るい が 約やく 118 種たね、 化学かがく変化へんか で は 分ぶん か れ な い (ドルトン の 原げん子し説)
• 分子ぶんし は原げん子し が結むすび つ い た グループ。 気き体たい は 多おお く 分ぶん子し で 動どう く (アボガドロ)
• 元素記号げんそきごう は 大文もん字じ 1 + 小文もん字じ 1 のルルーールル。 中なか 2 で は H・C・N・O・Na・Mg・Al・Cl・Fe・Cu の 10 個こ を 必ひっ須す
• 周期表しゅうきひょう は 原子げんし番ばん号ごう順じゅん + 性せい質しつ が 似に た も の が縦たて に 並なみ ぶ
• 化学式かがくしき は 物ぶっ質しつ を 元素げんそ記号きごう で 表ひょう し た も の。 数かず は 右みぎ下か に 小しょう さ く
• 単体たんたい / 化合物かごうぶつ / 混合物こんごうぶつ の 3 区く分ぶん。 元もと に 戻もど す 方法ほう が判はん別べつ の カギ
• 元素げんそ記号きごう・化学かがく式しき は 次じ章しょう の 土ど台だい。 必 ず 暗あん記き す る

次つぎ の 章しょう で は、 い よ い よ 化学かがく変化へんか を 化学かがく反はん応のう式 で 表ひょう す 方法ほう を 学がく び ま す。

まとめ — 物質ぶっしつの成なり立たち を 3 行くだりで

• 物質ぶっしつは原子げんし (それ以上いじょう分わけられない最小さいしょう単位たんい) と分子ぶんし (原子げんしが結むすびついたもの) から成なり立たち、 元素記号げんそきごう で簡潔かんけつに表現ひょうげんできる
• 中なか 2 必須ひっすの元素げんそ記号きごう 10 個こ (H・C・N・O・Na・Mg・Al・Cl・Fe・Cu) と 周期表しゅうきひょう の基本きほん構造こうぞうを覚おぼえるのが土台どだいとなる
• 物質ぶっしつは 単体たんたい ・化合物かごうぶつ ・混合物こんごうぶつ の 3 区分くぶんに分類ぶんるいでき、 元もとに戻もどす方法ほうほうが判別はんべつの鍵かぎである