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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)

看護学部の化学講義(4)元素と周期表

看護2014

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キーワード

アルカリ金属元素,アルカリ土類金属元素,イオン,イオン化エネルギー,陰イオン,陰性,炎色反応,貴ガス,基底状態,金属,原子半径,周期,周期表,周期律,遷移金属,族,典型元素,電子親和力,ハロゲン,半金属,非金属,陽イオン,陽性,励起状態

講義内容の要約

  • 原子にエネルギーを与えると,エネルギーを与えられた原子はエネルギー保存則に従って何かの仕事をする.一つの例は,電子を外側の電子殻に移動させるという仕事.外部からエネルギーを与えられて電子が外側の電子殻に移動した状態の原子は,励起状態の原子と呼ばれる.励起状態に至る前の状態は基底状態.
  • 励起状態の原子はエネルギーを放出して基底状態に戻ろうとする.具体的には,光を放つ仕事をすることによってエネルギーを放出する.この原理を応用したのが化学分析の「炎色反応」.電子殻から電子殻への移動っていうのは元素ごとに異なっているので,そのエネルギー差が元素固有のものになる.エネルギー差があるっていうことは,イロイロな色があるっていうこと.これを応用したのが打ち上げ花火.
  • さらに強いエネルギーを与えて,原子から電子を取り除いてやると,陽イオン(カチオン)が生じる.原子から電子1個を取り除くために必要なエネルギーがイオン化エネルギー.
  • 逆に,原子に電子を1個与えてやると,陰イオン(アニオン)が生じる.原子に電子を与えた際に原子が放出するエネルギーが電子親和力.「力」ってなってるけど「エネルギー」.
  • 原子番号順に元素を並べると,価電子数,イオン化エネルギー,電子親和力,原子半径,などに周期性が表れる.これが周期律.
  • 周期律がわかるように元素を配置したものが周期表→ 一家に枚周期表第7版のダウンロード
  • どのへんまで覚えるべきか?→ 今から周期表を覚えようとしてる大学1年生はとりあえずこのあたりを第一目標にせよ(看護+医療工)

どこまで覚えるか

原子番号1番から18番までと,1族,2族,17族,18族を覚えておくのがおすすめ.

該当する教科書のページ

第3章,27ページから36ページ.

はじめて学ぶ化学

はじめて学ぶ化学

紹介した動画

アルカリ金属の反応性

金属ナトリウムの大量処分

ハロゲン元素の反応性

確認問題

予習して今回の講義を聞いていれば簡単な確認問題.

出席者の声:みんなはこういうことを考えている/感じている/知りたいと思っている

●教科書の章末問題の答えはどこにありますか?

教科書の目次のページにダウンロードURLが書かれています.

●電子親和力のエネルギーとはどのようなものなのかもう一度説明をお願いします.

真空中で中性の原子に電子を与えた際に放出されるエネルギー.
って言われてもわかりにくいので言い換えて,真空中で1価の陰イオンから電子を1個取り去って中性の原子にする仕事をするために求められるエネルギー,って考えてみよう.イオン化エネルギーと同じ考え方.

●いまさらだけれど,電子と元素と原子の違いはなんですか?いつも頭がごちゃごちゃになります.

電子は原子の構成要素の一つ.原子はこの世界を構成している基本ブロック.基本ブロックを化学的な性質によって分類したものが元素.この世界のありとあらゆる物質に対して,ありとあらゆる化学的手段を使って構成要素を分けて行くと,もうこれ以上分けることのできない要素までたどり着いて,それが元素.

●苦も無く化学の授業を受けている自分にびっくりです.復習みたいなものなので内容が理解できて楽しいです.
●今回の授業は高校のときの復習に近い感じだったのでよく理解できた.元素によっていろいろな性質があってとても面白い.
●今日は得意なところだったこともあって楽しかった.米軍のNaの処理動画が興味深かった.
●少し記憶がよみがえってキタ!!です.
●高校と同じところだったのですんなり入ってきました.このあたりのところが化学でいちばん好きな範囲です.
●高校まで習っていたことも意外と理屈とか意味を理解していなくて,今日の授業ですっと頭に入ってきてよかったです.
●典型元素,遷移元素の説明がわかりやすかったです!
●周期律や周期表を考えた人はすごいなと思いました.ハロゲンのゴロ合わせ,中学のときに教えてもらったの思いだしました(笑)
●授業中,希ガスとハロゲンの語呂合わせが頭の中でリピートされてました.
●Caまでは歌で覚えていたんですが,Raまで覚えるためには何か覚え方はありますか?今回の講義,私が中学でも理解していない所でとても分かりやすかったです!!
●元素記号がたくさんでてきて,いよいよ化学らしくなってきたなと思いました.爆発や燃える映像,すごかったです.
●周期表は族ごとに似ている物質を表したりしていて,この周期表を考えた人はとてもすごいと思った.また,ハロゲンのように反応性が強いものがあると,取り扱いに気を付けないと大変なことになると思った.
●ただ単に周期を覚えるのではなく,関連しているものを意識しながら覚えようと思った.
●語呂を利用して必要なところをしっかり覚えようと思います.爆発の映像,迫力がありました.
●周期表の縦を覚えるのが大変そうです.覚えやすいゴロを探してみます.
●周期表はただ覚えるだけのものだと思いましたが,先生の説明で色々なことがつながり覚えやすかったです!化学反応の実験,楽しそうですね!
●高校のときは単に意味も分からないまま周期表をただ覚えているだけでしたが,今日の説明でどのように並んでいるのか分かりました! これをふまえてまた覚えなおそうかと思います.BBQ楽しみにしてます!
●イオン化エネルギーと電子親和力など周期表でどちら側にいくにつれて大きくなるのかしっかりと区別できるようにする.
●電子親和力のところだけとばされていて謎のまま高校の化学がおわっていたので,どういうものかわかって良かったです.周期表,カラーだとなんとなく見てて楽しいです!
●イオン化エネルギーと電子親和力のしくみについて今までよく分かっていなかったけれど,図とか説明をきいて分かった気がします!また忘れちゃうので復習したいです.
●高校までは価電子やらイオン化エネルギーやらの周期律くらいしかやってこなかったので融点とか原子半径にも周期があるって思ってなかった.
●アメリカ軍のナトリウムの処理の映像が迫力ありました.周期表,頑張って覚えます.
●高校のときに習わなかった元素が少しあったので頑張って覚えたいです!復習になって良かったです(^o^)/
●周期表は覚えれば楽しくなると思うので頑張っておぼえたおいと思います.基底状態,励起状態初めてききました.たくさん覚えていきたいです.
●周期表の中には発見した人の顔がのっているものもあるんですね.80種類の元素たちが色々な組み合わせをしてできているこの世界は改めてすごいなと思いました.
●周期表がなかなか理解できなかったのですが,今回で分かったような気がするので,しっかり区別できるようにしたいと思います.
●周期表,本当に嫌いだったけど周りのものや医薬品とかと関連づけて考えると覚えられそうだった!!今日も授業楽しかったです.
●最後にたくさんの実験動画がみれて興味をもった.周期表については高校の時,サラっと流した程度で理解もなにもしなかったが,今日の授業で少し詳しく学べてよかった.
●最後の爆発の動画が迫力があってすごかったです!もし薬品などを扱う機会があったら,その性質をよく調べて慎重に取り扱いたいと思いました.
●実験のビデオがすごくおもしろかったです.でも取り扱うには本当に注意しなければならないことがよく分かりました.
●なんでも水をかければ済む話じゃないと実感した.
●さまざまな実験の映像を見て,ハロゲンの反応はこわいと感じました.
●アルカリ金属とハロゲンの水や金属などとの反応は,小さいものからすごい規模のものまであって,びっくりした.この知識を忘れずに将来気を付けられたらいいなと思う.
●今までやってきた化学実験はわりと安全なものばかりだったけれど水や金属と反応して勝手に爆発するという危険なものもあるのだとびっくりしました!
●ハロゲンはおっかないと思いました.今までは化学は嫌な印象しかなかったけれど,だんだん楽しくなってきた.
●取り扱い注意の元素の実験映像とてもびっくりしました! 水に入れただけでもえたり,火をつけなくても炎が出てくるものがあるのかと思いました.自分の身の回りのもので,火が出て火事が起こることのないようにしっかりと勉強しようと思います.
●ハロゲンはキケンな物質であることは高校時代,資料集をみて知っていましたが,実際にあんなに激しく反応するのを見て,内心興奮しました!!
●エネルギーやイオン,原子の周期律について分かりました.周期表の覚えなければならないところをしっかり覚えます.最後の取り扱い注意の映像,びっくりしました.
●基底状態と励起状態は高校ではやらなかった.イオンのなりかたがよくわかってよかったです.
●イオン化エネルギー,電子親和力などの高低がややこしいのでしっかりと覚えたいと思います.高校よりも説明がくわしいので理解しやすいです.
●先生の知識の豊富さに改めて感激しました!
●イオン化エネルギーと電子親和力がごっちゃにならないようにしたい.周期表の縦の4本をどうにかして覚えられるように頑張りたい.
●いまいちイメージしにくいです.エネルギーの移動とか.
●イオンはとってもなつかしかったです.今まで丸暗記でしたが写真がついていたりするとどういうものなのかが分かって面白かったです.

出席者数推移

(1)44→(2)44→(3)43→(4)44

次回予告と予習

「原子と原子のつながり その1」を学びます.教科書の第4章「原子と原子のつながり」を読み,例題を解いておくこと.

参考書籍

元素生活 Wonderful Life With The ELEMENTS

元素生活 Wonderful Life With The ELEMENTS

元素周期 萌えて覚える化学の基本

元素周期 萌えて覚える化学の基本

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