１．元素と原子

　　授業計画

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「授業方針」
（１）氏名確認と自己紹介
（２）「授業ノート」は先生への手紙だ。
（３）「授業プリント」は、自分から答を見つけよう。

（４）提出物と平常点

（５）学習の３つのレベル
（６）「指定問題」の自主学習

（７）実験室での注意
（８）レポートの提出

（９）学習評価

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１．元素

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　これに対して１７７４年に（ラボアジェ）は、逃げていく物質を放置しない次のような
実験を行った。質量を計った（スズ）を空気が入ったガラス容器に入れて（密封）し、こ
れを長時間加熱した。そしてガラス容器全体の質量を計って、反応の前後でその変化が
（ない）ことを確かめた。その上でガラスに穴を開けると空気が（吸い込まれた）。それ
による（質量）の増加は、取り出して計ったスズ（化合物になっている！）の質量の増加と
「一致」した。つまりスズは空気の一部と化合した。そしてその「一部」が（酸素）
であることを確認した。このことから燃焼は酸素との（化合）反応である。
　　　　スズ　＋　酸素　−→　酸化スズ

　　　　　　　　　　　　

［ｄ］元素の考え方
［１］これまで物質の研究では体積、色、形などが注目され、質量と密度（比重）が混同
されていた。ラボアジェは天びんを用いて物質の（質量）を計ることを重視して、化合と
分解の区別を明確にした。つまりある物質の質量が増加すればそれは別の物質と（化合）
したのであり、その質量が減少すればそれは（分解）して他方の物質が逃げたのである。
　その上で彼は、元素とは「物質を分解していってそれ以上（分解できない）物質」である
と考え、３３種の物質が元素であると発表した。
［２］ここで現代の用語の使い方を紹介する。ただ１種の元素からできている物質を（単
体）と呼び、２種以上の元素からできている物質を（化合物）と呼ぶ。元素と単体の区別
は難しいが、元素は物質をつくる（成分）であり、単体は（実際の）物質である。
問２　単体と化合物の例を上げてみよう。



［３］ちなみにラボアジェは、物質が突然に誕生したり消滅したりすることはないと考え
ていた。だから
「（化学反応）の前後で反応物質の質量の合計と生成物質の質量の合計は（等しい）。」
これは（質量保存の法則）として確認されている。

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［ａ］水素爆弾
　口をくり抜き底に小さい穴をあけたアルミかんに、（穴）を指でふさいで（水上）置換
で（水素）を捕集し、これを（すき間）ができる台に乗せ、穴の水を拭き取ってからマッ
チで（点火）する。
　それが１分ほどすると（大爆発）してアルミかんが（飛び上がる）。

注意：どうしてこうなるか、その理由を考えて左下の「考察」に説明してみよ。


［ｂ］緑色の炎
　バーナーに点火して炎を調節し、炎の（上半分）に（銅線）の先を差し入れて加熱し、
取り出して（消しゴム）に押し当ててからもう一度炎の中に戻すと、（緑色）の炎ができ
る。

参考：これは（バイルシュタイン）反応と呼ばれ、プラスチックのような有機化合物に
　　　（塩素）が含まれるかどうかを検出できる。


［ｃ］バーナーのつかい方
（１）ガスねじ（下側）、空気ねじ（上側）が閉まっていることを確認してから元せんを
開く。
（２）マッチをすって炎をつくってから、ガスねじを開いて点火する。
（３）ガスねじ、空気ねじ（これはガスねじを押さえてまわす）を調節して、青色の炎に
する。
注意：空気が不足すると橙色の炎になり、ガラス器具にすすが付く。
（４）火を消すときは、空気ねじ、ガスねじ、元せんの順に閉める。



　　　　　（翌日昼までに提出）

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２．周期表

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問２　また第３周期までは暗記して記入できるようにしよう。






問３　それに加えて次の元素の名称と元素記号を覚えよ。
　　　　カリウム　　Ｋ　　　　　カルシウム　　Ｃａ　　　鉄　　Ｆｅ
　　　　銅　　Ｃｕ　　　　　　　亜鉛　　Ｚｎ　　　　　　銀　　Ａｇ
　　　　臭素　　Ｂｒ　　　　　　ヨウ素　　Ｉ

［ｃ］金属と非金属
　周期表では単に同族元素の性質が似ていることに留まらず、元素の色々な性質が整理で
きる。
　元素（単体）は（金属）と呼ぶ共通の性質を持つ元素と、残りの（非金属）と呼ぶ元素
に分類できる。金属の性質には、特有の光沢（金属光沢）を持つ、（電気）や熱をよく導
く、力を加えると破壊されずに変形するなどがあるが、化学でもっとも重要な性質は（陽
イオン）になることである。これに対して非金属は金属でないものすべてを含むが、その
多くは（陰イオン）になるという性質を持つ。
　周期表では金属元素は（中央から左下）にかけて位置しており、これに対して非金属元
素は（右上の三角形）に位置している。そしてその境界は（右下がり）の斜線になってい
る。実は周期表においては、元素の性質が右下がりの斜線に沿って似ていると言える側面
があり、これを（対角線類似）と呼ぶ。

問４　自分で書いた周期表に、金属と非金属の境界線を入れよ。

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３．原子

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［３］ここで「それ以上分割できない」というのは、原子はすり切れたりせず永遠に存在
し続け（不滅）であること、そして原子は新たに生成したりしないことを意味している。
　人間の死に対して「肉体は滅びても魂（精神）は残る」という。確かに優れた人間の精
神（思想）は次の世代に受け継がれていく。しかし精神は脳を中心とした肉体のはたらき
の結果として産み出される。化学の立場ではむしろ「死とともにその人間の（精神）は失
われるが、（肉体）をつくる原子は不滅である」と言える。クレオパトラの肉体をつくっ
ていた原子はめぐりめぐって、その１個や２個は現代のすべての女性の肉体をつくってい
るという計算もできる。
　いまゴミ焼却による（ダイオキシン）の発生が問題になっているが、ダイオキシンは塩
素を含む物質である（化学式：Ｃ₁₂Ｈ₄Ｏ₂Ｃｌ₄）ので、（塩素）を含むものを（分別）し
て除去すれば、ダイオキシンが生成（しない）ことは確かである。

［４］この時代にはすでに多くの化学者が物質は原子からできていると考えていた。ドル
トンが優れていたのは、それぞれの原子の質量（原子量）の数値を掲げて、化合物の成分
原子の（個数比）を求められるようにしたことである。これについては３章で実験を含め
て学習する。

［ｃ］走査型トンネル顕微鏡
　１９９１年１月には次のプリントのような記事が新聞に載った。現在では（走査型トン
ネル顕微鏡）を使って、（なぞる）ようにして原子の画像を作成することができ、それば
かりか特定の原子を（つまみ上げて）動かすこともできる。





［ｄ］考察
（１）ドルトンの原子説は現在の化学からすると多くの不十分さを持っている。そのこと
について検討してみよう。

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４．混合物の分離

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［２］分離操作は混合物に含まれる各純物質の（性質）を見極めて選択する。
　濁り水のような、（液体）とそれに混合する（固体）を、ろ紙などを用いて分離するの
が（ろ過）である。
　加熱して（沸点）が低い液体を蒸気にしてから冷却し、沸点が高い液体から分離するの
が（蒸留）である。
　同じように、昇華する固体を他の固体から分離するのが（昇華）という操作である。
　食塩水を煮詰めるように、液体をすべて蒸気にして追い出し、固体を分離するのが（乾
固）である。
　コーヒーをいれるように、溶媒を加えて（溶けやすい）物質を溶かし出し、溶けにくい
物質から分離するのが（抽出）である。

［ｃ］サインペンの色素を分離する
問３　実験をイラストで描け。

　　　　　　

　サインペンの黒色は紫、青、黄などの色素の混合物であった。（展開液）が染み上がる
ため、ろ紙の表面にゆっくりした展開液の流れが形成される。それぞれの色素はろ紙に
（吸着）してそこに留まろうとすると同時に、展開液に（溶解）してそこから移動しよう
とする。ろ紙に吸着しにくく展開液に溶解しやすい色素ほどすみやかにろ紙を上昇する。
こうして混合物が分離できる。
　このような分離操作は一般に（クロマトグラフィ）と呼ばれ、様々な方法が工夫されて
おり、化学研究においてもっともよく利用される。

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　　宿題１

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　　 周期＼族 　１　　２　１３　１４　１５　１６　１７　１８
　　 　 １ 　 Ｈ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｈｅ
　　 　 ２ 　 Ｌｉ　Ｂｅ　Ｂ　　Ｃ　　Ｎ　　Ｏ　　Ｆ　　Ｎｅ
　　 　 ３ 　 Ｎａ　Ｍｇ　Ａｌ　Ｓｉ　Ｐ　　Ｓ　　Ｃｌ　Ａｒ

（４）上の表から非金属元素５種を選びその名称で答えよ（ただし２種が同族元素になる
ように選べ）。
　　　　フッ素、塩素、アルゴン、酸素、炭素　など
（５）金属の特徴を４つ上げよ。
　　　　陽イオンになる　　電気や熱をよく導く　など
４．次の文を資料にして下の問に答えよ。
　水素と酸素を反応させて化合物の水をつくる場合は、水素が多い水をつくろうと水素を
たくさんつぎ込んでも、できる水の水素と酸素の質量比はいつも同じで水素１１％、酸素
８９％になり、余分な水素は化合せずに残ってしまう。
（１）上の事実に基づく法則の、名称とその内容を書け。
　　　　定比例の法則　　化合物をつくる成分元素の質量比は常に一定である。
（２）上の事実を原子説で説明せよ。
　　　　水は水素原子２個と酸素原子１個が結合してできている。だから水の成分の水素
　　　　と酸素の質量比は必ず、水素原子の質量の２倍と酸素原子の質量の比になる。
（３）次のドルトンの原子説を完成せよ。
・すべての物質はそれ以上（分割）できない原子と呼ぶ小さい粒からできている。
・（元素）（単体）はそれぞれ決まった（原子）そのものである。
・それぞれの原子は（特有の）形や、（質量）を持っている。
・（化合物）は原子が結合した（分子）からできている。
（４）現代では原子はなぞったりつまんだりできる。その装置の名称を書け。
　　　　走査型トンネル顕微鏡
５．「ワインの蒸留」について次の問に答えよ。
（１）実験の様子をイラストで描け。

（２）蒸気を十分に冷却するための器具名を
答えよ。　　（リービッヒ冷却器）　　　　　　　　　　　　　　図２
（３）この分離操作ではエタノールのどんな
性質を利用しているか。
　　　　水など他に含まれる物質に比べて、
　　　　沸点が低く蒸気になりやすい。
６．次の文を完成せよ。
　たんざく型の（ろ紙）の下部に黒色のサインペンのインクを付け、下端を（展開液）に
浸けるとそれがゆっくりと染み上がって、いくつかの色素に分離する。
　これは（クロマトグラフィ）と呼ばれ、それぞれの色素の（吸着）して留まろうとする
傾向と（溶解）して移動しようとする傾向が異なることを利用した（分離）操作である。

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