医療工学科の化学講義(4)元素と周期表

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

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

• 密度が出てくる計算

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

●x³のときlogとればいいのでしょうか?

log関係ない．

●Clのlもブロック体でないとだめですか?

ホントはね．

●生体高分子のほとんどはタンパク質ですか．

DNAとかRNAとかデンプンとかセルロースとかはタンパク質じゃない．

●先生が新たな元素を見つけたとしたらなんて名前をつけますか?

どんなふうに見つけたかを考えて一工夫する．

●陽子の数ってどうやって数えるものなのですか

その原子の質量と，もっている電荷の大きさから判断する．

●このような計算は電卓を使うべきですか．

電卓を使わなくても三乗根の計算が4桁でできるんだったら電卓は無くても困らないでしょう．

●時代と地域によってアルカリ土類の分け方が違うことや，高校では希ガスと教わっていたのが貴ガスでもいいと知りびっくりです．
●第4回の講義，ありがとうございました．改めて，基底状態，励起状態のことも学べ，イオンの話につながることを確認できました．
●カリウムとナトリウムの英名が全く違うもので驚きました．
●アルカリ金属とハロゲンの反応おもしろかった．
●GWがあって気が緩んでましたが今日からまた気を引き締めてがんばりたいと思います．
●とても難しかったです．
●難しいです．
●楽しいです．
●挫折です・すみません．
●くやしい!!
●次も遅刻しません．
●ふっくら #### 愛のあと」高校の頃に聞きました．
●講義の最後に出題される計算に毎回苦戦しています．自分がクリアできないので苦しいですが楽しいです．より早く正確に計算できるようになります．
●もっと早く計算できるようになりたい．がんばる．
●今日の計算問題は難しすぎた．できるようにしたい．
●予習のせいかあって授業内容はばっちりだけど上の計算できなくてくやしかった．
●(2)は挫折に近いです
●これができないのは悔しい
●挫折です．きちんと復習します．
●密度の計算がぜんぜんできなかった．
●化学が1番好きだけれど計算はやっぱり嫌いです．電卓ってすばらしい．
●関数電卓がないと計算きついです．
●球の体積公式マジムズい・・・
●球の体積の公式すら忘れていた・・・
●r³は計算できません・・・
●ギブアップ．3乗根むりです．
●(1)は挫折します．野球のボールの大きさのアルミニウムが1円玉より軽くなりました．

出席者数推移

(1)89→(2)89→(3)87→(4)80

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．

リンク

• 2014年度医療工学科「化学」講義録
• 2014年度医療工学科「化学」配布物ダウンロード
• 化学講義関連トピック
• 化学講義Facebookページ
• このブログを書いている人

参考書籍

元素生活 Wonderful Life With The ELEMENTS

元素周期 萌えて覚える化学の基本