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中学校3年ですが高等学校レベルの化学用語につき3点お尋ねします。
htms42の回答
物質量の単位モルはmolです。モル濃度の場合はmol/L、mol/dm^3、Mと表します。 1molとは6×10^23個、原子や分子、イオンが集まったまとまりのことというのは現在の定義です。 こういう定義を使ってしまうと1個、2個、3個、・・・と勘定して1モルがはじめて決まると思ってしまう事になります。中学生、高校生には不適当です。「目にも見えない、触ることも出来ない小さな物の数をどうやって1,2,3、・・・と数えたのですか」という質問を何度も受けました。 モルという考え方には同数という考え方が必要です。しかし何個という数字は必要ありません。 アボガドロは気体について「温度、圧力、体積が同じであれば分子の数は同じである」と言っています。これは「アボガドロの法則」と呼ばれています。「アボガドロの分子説」と呼ばれることもあります。発表は1811年のことです。 アボガドロは「同じ数」と言っています。「何個」とは言っていません。 アボガドロ数の測定の結果が出て分子の存在が広く認められたのは20世紀に入ってからです。ぺランはアインシュタインの理論を使ってアボガドロ数を求めています。年表には「分子の実在性の証明」という見出しがついています。1908年のことです。100年の間が空いているのです。 数を十分に数えることができない子供がビー玉とカードを同じ数そろえるにはどうすればいいでしょうか。ビー玉とカードのペアーを作っていけば数を数えることが出来なくても同じ数を作ることが出来るのです。 何か基準の物質を決めてそれと同じ数にするというのがモルの決め方です。 一番質量の小さい水素原子1gの中の水素原子のまとまりを1モルとします。このまとまりと同じ数あれば水素以外の粒の集まりも全部1モルです。ペアーを作るということはこの場合は化学反応で化合物を作るということに対応します。いろんな反応を調べることで元素ごとの原子の質量の比率の表が出来ていました。もし、ある元素の原子の質量が水素原子の質量の10倍だったとします。その元素の10gのなかの原子の数と水素1gの中の水素原子の数は同じです。だからこの元素1モルの質量は10gだということになります。個数は必要ありません。 分子の考え方が確立する前は水素はHかH2かは分かっていません。水もHOなのかH2Oなのかが分かっていません。 でもそういうあいまいさがあってもモルという考え方は使われてきたのです。 アボガドロがアボガドロ数を求めたと思っている人が結構いるのではないかと思っています。 >分子は原子記号表の中の原子を2つ以上組み合わせたものです。 これでは分子と化合物の区別がつきません。 高校に入って習う化学の最初には物質の分類が出てきます。 物質・・・純物質と混合物 純物質・・・化合物と単体 化合物・・・2種類以上の元素で出来ている物質 単体・・・・1種類の元素で出来ている物質 この化合物も単体も 分子の形で存在するものと分子の形では存在しないものの2つに分けられます。 化合物で分子ではないもの・・・イオン性物質 単体で分子ではないもの ・・・金属、 分子の形で存在していないものは組成式(成分の基本単位を元素記号を使って表した式)で表すというのは中学校の教科書にも出ています。ただイオンという言葉は出てこないようです。 そういう区別が分かるように分子を定義すると 「2つ以上の原子が集まって他とはっきりと区別できる塊を作って存在している時、その塊を分子と呼ぶ」 ということになります。 分子としてのまとまりは固体、液体、気体という状態変化では崩れません。融点、沸点が決まるということは3つの状態で同じ塊が基本単位として存在しているということです。 食塩の成分である塩化ナトリウムはNaClと書きますが分子は存在していません。Na1つ、Cl1つのペアーを作っているのではないからです。(中学校ではイオンが出てきませんので教科書にはこのように書いてあると思います。高校ではNa^+とCl^-という表現になります。) いまだにあちこちで食塩の分子とか食塩の分子式とかの表現が使われているのを目にします。そういうのに惑わされないようにきちんと勉強する必要があります。 まずしっかりした内容の本を使って自分で勉強してください。 そして書いてあることが分からなければどういう点がわからないのかをある程度突き詰めてから質問してください。自分にある程度の裏づけがない限り返ってきた答えが妥当かどうかの判断が出来ません。そもそも欲しい方向の答えを引き出すことが出来ません。 「molとは何ですか」ではなくて 「molについての~という説明が分からない」という質問の仕方になるだろうと思います。
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本当に詳しい説明有難うございます。 共用で使用している家族の者ですが、本人に説明すると同時に質問の仕方も工夫させます。 私は文系出身ですが、確かに「分子と原子の違い」に関して時々「?」と思う説明を見るのは事実ですから, 混合させないようにいたします。