2-1-1　化学反応

原子

• 原子…19世紀イギリスの学者ドルトンが発見
  性質①…それ以上細かくできない最小の粒
  性質②…大きさと質量がある
  性質③…種類は不変
• 周期表…原子の数およそ120種類をまとめたもの
  特徴①…左上から順に質量が小さい原子が並ぶ
  特徴②…縦の列に注目すると性質のよく似た元素が並ぶ
• 19世紀ロシアの学者メンデレーエフが考えた

代表的な元素（原子の種類）

• 生き物の体に多い
  C …炭素
  H …水素
  O …酸素
  N …窒素
• 化学反応でよく出る
  Cl…塩素・毒性がある→Cl（クル）しい
  S …硫黄・火山の火口で卵の腐ったような臭い
• 身近な金属
  Mg…マグネシウム・やわらかい・火をつけると激しく燃える
  Fe…鉄
  Cu…銅

分子

• 分子…19世紀イタリアの学者アボガドロが発見
• その物質の性質を持つ一番小さな固まり

代表的な分子

• O₂…酸素分子
• N₂…窒素分子
• H₂O…水分子
• CO₂…二酸化炭素分子
• CuO…酸化銅

分子を作らない物質

• Mg…マグネシウム・金属は分子を作らない
• NaCl…塩化ナトリウム（食塩）★化合物であるが分子ではない★
• 塩化ナトリウムや金属は、イオン結合や金属結合といった、分子を形成する共有結合とは異なる種類の結合で結びついています。これらの結合は、分子のように独立したまとまりを作るのではなく、無限に広がる結晶構造を形成するため、分子とはみなさない

物質の分類

物質
　├─純物質…１つの化学式で表せる
　│　　├─単体…O₂などの１種類の原子
　│　　└─化合物…H₂O・NaClなど２種類以上の原子
　└─混合物…食塩水・空気など

化学変化

• もとの物質とは異なる性質をもった別の物質が出来ることを化学変化と呼ぶ
• 分解…１種類の物質がもとと違う性質の物質に分かれる
  ★食塩水→食塩＋水は分解ではない
• 化合…２種類以上の物質がくっつく
• 化合物の命名規則
  日本語では主役が後ろ
  ex）酸化銅・硫化鉄
  化学式の場合は主役が前
  ex）CuO・FeS
• 質量保存の法則…化学変化の前後で質量は変わらない
• 物質が化合する割合は決まっている（比例する）

化学式

• 物質を原子の記号を使って表したもの
• 物質が構成されている原子の種類と結び付いている割合が分かる

化学反応式

• 物質を元素記号で書く
• 分子状態で考える
• 左右の数を合わせる
• 銅・硫黄　→　硫化銅
• Cu　＋　S　→　CuS
• 銅・酸素　→　酸化銅
• Cu　＋　O　→　CuO　…×
• 2Cu　＋　O₂　→　2CuO　…〇

炭酸水素ナトリウムの分解

• 炭酸水素ナトリウム…重曹（じゅうそう）・ベーキングパウダーとも呼ばれる
• 試験管に炭酸水素ナトリウムを入れガスバーナーで加熱
  ※試験管の口を少し下げておく

1. 水…試験管の口にたまる
   塩化コバルト紙が青色から赤（桃）色に変化
2. 二酸化炭素…加熱した試験管の先に別の試験管を用意し水上置換で集める
   石灰水が白くにごる
3. 炭酸ナトリウム…加熱した試験管に残る白い粉
   強アルカリ性なのでフェノールフタレイン溶液が濃い赤色になる
   炭酸水素ナトリウムは弱アルカリ性なのでうすい赤色

酸化銀の分解

• 試験管に酸化銀を入れガスバーナーで加熱

1. 酸素…加熱した試験管の先に別の試験管を用意し水上置換で集める
   試験管に入れた線香の火が大きくなる
2. 銀…加熱した試験管に残る白い粉
   金属の３つの性質を確認…①金属光沢、②延性・展性、③伝導性
   ※酸化銀は非金属

水の電気分解

• H字管の下の口に電極のついたゴム栓をつける
• 電極と電源装置をつなげておく
• 上から水を注いでゴム栓でふたをする
• この時、水のみだと電気がほとんど流れないので水酸化ナトリウムを少量加えておく

1. 陰極（－極）に水素が集まる（水素は＋イオン）
   マッチなどで火を近づけると音を立てて燃える（爆発する）
   水素の方が２倍多く集まる
2. 陽極（＋極）に酸素が集まる（酸素は－イオン）
   試験管に入れた線香の火が大きくなる

硫黄と鉄の化合

• 硫黄＋鉄→硫化鉄
• 硫黄と鉄を混ぜてアルミニウム箔の筒に詰めガスバーナーで加熱

　　　│硫黄＋鉄　　　│硫化鉄　　　　│
磁石　│くっつく　　　│くっつかない　│
見た目│金属特有の光沢│光沢のない黒　│
希塩酸│水素が発生　　│硫化水素が発生│
　　　│　→無臭　　　│　→卵の腐食臭│

燃焼と酸化

• 燃焼や酸化とは、ものに酸素がくっつくこと
• 酸素がくっついて出来たものを酸化物と呼ぶ

鉄と酸化鉄

　　│鉄　　　│酸化鉄　　　│
磁石│くっつく│くっつかない│
電気│通す　　│通さない　　│
質量│　　　　→増える　　　│
鉄と酸化鉄では性質や質量が異なる
　↓
別の物質
　↓
酸化は化学変化である

還元

還元とは酸素を外すこと（酸化の逆）

酸化銅の還元

• 酸化銅に銅より酸化しやすい物質を投入
• 酸化しやすい物質は炭素や水素
• 実験
  ①酸化銅と炭素を混ぜ加熱
  ②酸化銅から酸素が外れ、炭素とくっつく
  ③二酸化炭素が発生し銅が残る
• 酸化銅・炭素→二酸化炭素・銅
• 2CuO　＋　C　→　CO₂　＋　2Cu
• ★還元と同時に酸化も起こっている

化学変化と温度変化

• 発熱反応…熱を発する化学反応
  ①鉄の粉をビーカーに入れかき混ぜる
  ②空気中の酸素とくっついて酸化鉄ができる
  　→この時、熱が出る
  ★実験では反応を早めるため、活性炭と食塩水を入れる
  ★身近なものではカイロがこの仕組みを利用
• 吸熱反応…熱を吸収して温度が下がる化学反応
  ①塩化アンモニウムと水酸化バリウムをビーカーに入れかき混ぜる
  ②アンモニアが発生
  　→この時、温度がグングン下がる
  ★刺激臭のあるアンモニアが外に出ないように濡れたろ紙などでふたをする