Life + Chemistry

化学の講義録+大学を楽しく面白い学びの場に変える試みの記録 (北里大学・野島 高彦)

看護学科の化学講義(7)続々・原子の結合

履修者13名全員が出席.プロジェクター故障のため急遽講義室変更.3階へ移動.

教室がいつもとは違って301だったのでなんか新鮮でした.

前回の講義に対するコメントの一括紹介

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ここに挙げられている質問や感想にひととおりコメントしました.くわしくは2009年5月29日のエントリー参照.

雨の匂い

先週に続き今週も雨.雨の日には独特の匂いがします.これは放線菌がつくるゲオスミンという有機化合物の匂いです.

雨が降る日にあるにおいには化学物質が影響していて,その化学物質は放線菌が作っているということをはじめて知りました.

目にみえない生き物が身の周りにはたくさん暮らしていていろいろな働きをしています.

雨に限らず春夏秋冬も匂いのようなものを感じますが,それも何かあるんですか.

季節ごとに活躍する生物の種類がちがうので,それぞれが出す物質の種類の違いが匂いの違いになっている可能性はあります.それと季節の変わり目には心理的な変化もあるので,両者の複合効果があるかもしれません.

雨のにおいはあって,雪のにおいはないんですか? みんなに変っていわれるのですが,雪がふる前にかき氷のシロップなしバージョンのにおいを感じるんです.笑 →たいてい雪ふります

これは十分に可能性のあることと思います.それが「かき氷のシロップなしバージョン」かどうかは別として,雪が降り始める直前は空気の湿度や温度などが急速に変わって行くので,そのタイミングで微生物の代謝も変わっているかもしれないし,そこでつくられる物質の匂いをとらえる嗅覚も同時に影響を受けているかもしれないからです.

ノートのとりかた

私が書いている手書きのノートを実際に投影し,どんな感じにものごとを考えているのかを紹介しました.TVやコンピュータの裏側で行ったり来たりしているケーブルを引っ張るような感じでいろいろなものごとをつなげて考えています.それがちょっとアレンジされて板書になっています.

電子レンジと金属と自由電子

電子レンジで金属をチンしてはいけない理由を,金属結合の性質から説明しました.また,金属を実際にチンする場面を以下の動画から紹介しました.

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この動画をつくっている人物は身の周りのありとあらゆるモノをチンして,その様子を録画してYouTubeから公開しています.世の中にはいろいろなヒトがいるものです.

私がみた電子レンジ内で起こったことは まさにムービーでみたそのものです.笑

それは貴重なシーンを見ましたね.私はまだ実際に見たことがないのです.

この間トリササミをゆでるのが面倒だったので,ラップに包んでチンしてみました.途中でボンッという音がして,後からみたら少しはぜたようでした.肉類もあまりチンしないほうがよいのでしょうか.

おそらくラップでしっかりと包まれた内部で水が蒸発して圧力が高まったのでしょう.ゆるく包む程度にすれば小バクハツは防ぐことができます.

前にカントリーマァムを電子レンジに入れてチンしてみたことがあって,包装がいっきにしぼんてしまいました.それは包装がアルミだったので自由電子に影響が与えられたから起こった現象だったということを知りました.

身の周りの様々な出来事に分子および原子レベルの性質が見いだされます.何かあったら原子や分子が何をしているのか考えてみると面白いでしょう.

(復習)化学結合判定法

化学式を金属結合,イオン結合,共有結合に分類する方法の復習です.金属名だけだったら金属結合,和名がなんとか金属,もしくはなんとかアンモニウムだったらイオン結合,あとは共有結合,という分け方で9割方はOKです.炭素やメタロイドのあたりが漏れていますがこれらは別に覚えればOK.

イオン結合,共有結合,金属結合の分類の仕方がわかってきたので良かったです.

電気陰性度(p102)

前回の続き.ある化学結合が非極性共有結合,極性共有結合,イオン結合,のどれなのかを判定する際に用いられる指標です.電気陰性度の表(p102 図4.8)に記されている数値です.結合を形成する2個の原子の電気陰性度の差が1.7以上のとき,イオン結合性が50%以上になります.たとえばNaClでは1.9なのでイオン性,H2OのH-O結合では1.4,メタンのC-H結合では0.4なのでどちらも共有結合性の強い結合ということになります.

「電気陰性度の差」とは0以下にならないよう引いてるんですか?

そうです.大きい方から小さい方を引いています.

電気陰性度の差によって結合の種類もわかるのは便利だなぁと思いました.そのために電気陰性度は覚えなければいけませんか?

具体的な数値を覚えなくても構いません.それよりは周期表を見てどのあたりの元素が高い電気陰性度を持ち,どのあたりの元素が低い電気陰性度を持つのかがつかみとれるようになることが大切です.

分子の極性

分子内における電子の片寄りです.たとえばHClではCl側に電子が引き寄せられているので(電気陰性度はHが2.1,Clが2.9),電子がCl側にかたよります.CO2の場合はC=O間で電子がO側に偏るのですが,これが背中合わせに起こるので打ち消し合い,CO2分子としては非極性となります.水H2Oの場合は分子が折れ曲がっているためにH-O結合の極性が打ち消しあうことなく合成され,極性分子となります.分子の「かたち」に関してはあとまわし(もしくは省略).

結合のしかたと電子のかたよりが大きく関わっているんだなと思いました.

いろいろな要素がいろいろと絡み合って化学現象をかたちづくっています.これからもそういう関係が続々登場します.

アンモニアNH3は正四面体ってどういうことですか.

次回説明します.

水素結合(p107)

生命分子の理解に重要な結合です.DNAや蛋白質といった生体関連高分子の化学的特性を理解するためには,水素結合を考慮しなければなりません.水,酢酸,フッ化水素,アンモニアを例にとり,水素結合の形成パターンを説明しました.

H2O,H2S,H2Se,H2Te,の沸点と融点をそれぞれ比較し,水素結合を形成する水が異常に高い沸点と融点を示すことを説明しました.

DNAの二重らせん構造が水素結合から作られ,それがないとDNAがない→人類はいないって聞いて,この地球はすべて(?)水素結合やら他の結合によりできていると思うとすごいと思った.

水素結合ってすごいなーと感じました!!

水素結合って大切なんですね.

水素結合は偉大だと思いました.

配位結合(p318)

アンモニアNH3を水に溶解させた際,NH3は非共有電子対をH+に供給することによって新しい結合をつくります.この結合は配位結合です.こうして生成されたNH4+は4本の等価なN-H結合を持ちます.

配位結合は本当は3つしか手がないアンモニアに水素が4つついたりして,やっぱり違和感があるなぁと思いました.

結合は増えるし電荷も生じるし,ちょっととっつきにくいところかもしれません.

その他のコメントと質問

お腹が鳴りました.笑われました.ケミストリーの力でどうにかしてください.

ケミストリーでなんとかするより売店にGo!

また爆発シリーズ見てみたいです.おもしろい動画お願いします.

ただいまネタ探し中です.

次回予告

多原子イオン,酸化数,化合物の命名,化学式の書き方,の4項目を終わらせ,こんどこそ第5章「化学反応式とモル」に進みます.

リンク

www.tnojima.net
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