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中学化学① 物質

物体 ぶったい Physical object; Object; Physical body; Body
物体とは簡単に言ってしまえば「もの」のことです。しかしながら、形があるものだけではなく気体も物体である、と考えることもできます。何を物体・物質と呼ぶかはその人次第ということもできます。中学・高校レベルでは、物体は「もの」、物質は「物体を構成している材料」という認識で問題ないと思います。

物質 ぶっしつ Matter
ちょっと哲学的になってしまいますが、物質とは「存在しているもの」全てを指します。例えば、原子や粒子などは、人間の目には見えなくても実際にそこに存在しているので物質だといえます。様々な物質が集まって物体が出来ていると言えます。ただし、物質と物体の違いはかなり微妙なものであり、哲学的な話にもなってしまうので、(というか、どう定義するかという個人的な問題でもあります)、両者の違いはあまり気にしすぎないほうがいいと思います。
物質は大きく分けて「純物質」と「混合物」の2つに分類することができます。

物質の分類:

純物質 じゅんぶっしつ Chemical substance; Pure substance
純物質は、他の物質と明確な区別が出来る性質をもった物質のことです。純物質と対になる概念は「混合物」です。純物質は単体と化合物に分類することができます。
純物質の例は、水素・酸素・水・金・銀・ダイアモンドなどです。

単体 たんたい Simple substance; Pure substance

1種類の元素からできている物質のことです。水素分子や、酸素分子などは単体です。

化合物 かごうぶつ Chemical compound
2種類以上の元素からできている物質のことです。

化合 かごう Composition
化学変化の1つです。原子の結びつきが変わることによって、複数の物質が反応して、別の種類の物質ができることを化合といいます。

混合物 こんごうぶつ Mixture
複数の純物質が混ざって出来ているものを混合物といいます。いくつかの純物質の性質が混ざっているので、混合物の融点・沸点などは、混合物をつくっている純物質の割合によって色々変化します。
混合物の例は、石油・食塩水などです。


元素と原子の違い
どちらも同じ様な意味で使われている用語ですが、元素は特性を示すときに使われる用語で、原子は構造を示すときに使われる用語です。
例えば水分子(H2O)を考えて見ます:
原子的に考えると⇒水は水原子が二つつながっている水分子1つと、酸素原子1つの化合物です。
元素的に考えると⇒水には、水素元素と酸素元素が組み合わさっています。

元素はいくつ、という風に数えません。


質量 しつりょう Mass
質量とは、ある物質(物体)自身が持っている重さなどに関係する量のことです。わかりにくいかも知れませんが、科学では質量と重さは別のものと見なされています(ただし、日常生活では質量と重さを同じ意味で使っています)。簡単に言うと、重さは場所によって(例えば月面など)変わりますが、質量は(その物質自体が変化しない限り)変わりません。原子や電磁波などにも質量はあります。

重さ おもさ Weight
重さとは、物体に働く重力の大きさのことを意味します。重力という用語も定義が難しいのですが、物を持ったときに重いと感じさせる力のことだと思ってください。重さは場所によって変化します(地球と月では重さが違いますし、地球上でも地域によって重さが違ってきます)。例えば、宇宙には重力がないので、スペースシャトルの中では物はぷかぷか浮きます。「無重力(=重力がない)」の状態になっているのです。重さと質量は違うものです。例え無重力の状態でも質量というのものは無くなっていません。

密度 みつど Density; Mass density
あるものの中身がどれくらいびっしり詰まっているかを示したものを密度といいます。
質量÷体積
という計算で密度を求めます。密度が高いほど、そのものの中身はびっしり詰まっているといえます。


金属 きんぞく Metal
「電気や熱をよく通す」「独特の光沢(=表面のピカピカのこと)がある」などのいくつかの性質を持ったものを全部まとめて金属と呼んでいます。金・銀・銅・鉄などは代表的な金属です。

非金属 ひきんぞく Nonmetal; non-metal
「非」は「~でない」という意味です。文字通り「金属でないもの」を非金属と呼んでいます。

有機物 ゆうきぶつ;有機化合物 ゆうきかごうぶつ Organic compound
炭素原子を含んでいる物質は(原則として)有機化合物(または、ただ単に有機物)と呼ばれています。「有機」は簡単に言えば生き物のことです。名前の由来は、「生き物がつくり出す物質」だと考えられていたからです。ただし、その定義がされた後に、必ずしも有機化合物をつくるのに生き物は必要ないことがわかって、炭素原子を含んでいるのに有機物に分類されていない化合物もあったりします。

無機物 むきぶつ Inorganic compound
有機化合物の反対の考えです。有機化合物ではない化合物をまとめて無機物と呼んでいます。


状態変化 じょうたいへんか State transition ;Phase change
固体から液体、液体から気体、など、物質そのものの中身は変わらないけれども、どのように世界に現れてくるのかが変化することを、状態変化といいます。物質の状態の代表的なものは「固体・液体・気体」ですが、この3つが物質の状態のすべてではありません。

物質の三態 ぶっしつのさんたい States of matter; The three classical states of matter
物質の状態の中で「固体(Solid)・液体(Liquid)・気体(Gas)」は代表的なものです。この三つの状態を「三態」といいます。

融解 ゆうかい Melting; Fusion
固体が液体に変化することを融解といいます。「融」「解」の両方の漢字とも「とける」という意味がある漢字です。融解と対になっている概念は凝固です。

融点 ゆうてん Melting point
融解する温度のことを融点といいます。融点は普通、凝固点と同じ温度です。

凝固 ぎょうこ Freezing; Solidification
液体が固体になることです。融解と対になっている概念です。「凝固」という漢字は凍って固まってしまうことです。

凝固点 ぎょうこてん Freezing point; Crystallization point
凝固する温度のことを凝固点といいます。普通、凝固点は融点と同じ温度になります。

気化 きか Vaporization
液体が気体になることを気化といいます。正確には、気化には「蒸発」「沸騰」「昇華」の3つの種類がありますが、日本の中学の教科書では「蒸発」と「沸騰」の2つを合わせて気化と呼ぶことが多いようです。

蒸発 じょうはつ Evaporation
液体の表面だけ気体になることを蒸発といいます。

沸騰 ふっとう Boiling
液体の表面だけでなく、内部も気体になることを沸騰と呼びます。

沸点 ふってん ;沸騰点 ふっとうてん Boiling point
液体が沸騰する温度のことです。

凝縮 ぎょうしゅく Condensation
気体が液体になることを凝縮といいます。対になっている概念は「気化(正確には蒸発と沸騰をあわせたもの)」です。

昇華 しょうか Sublimation
固体が気体に変化することです。二酸化炭素などの物質は、液体を経由せずに一気に気体になってしまうのです。(ちなみに、二酸化炭素の固体は一般にドライアイスと言われているものです)

融解熱 ゆうかいねつ Enthalpy of fusion; Heat of fusion
物質が融解(=固体から液体に変化すること)するときに必要なエネルギーの量のことです。

気化熱 きかねつ;蒸発熱 じょうはつねつ Enthalpy of vaporization; Heat of vaporization

物質が気化するときに必要なエネルギーの量のことです。



蒸留 じょうりゅう Distillation
蒸留とは、混合物から純粋な物質を取り出す方法の一つで、混合物を加熱して物質を分離する操作のことです。混合物をつくっている物質のそれぞれの沸点が異なっていることを利用した方法です。

酸素 さんそ Oxygen
酸素は代表的な元素(げんそ;物質をつくる基本的なもの)の一つです。他の物質と結びつきやすく、助燃性(じょねんせい;物が燃えるのを促進する性質)があります。水をつくっている要素の一つです。大気(空気)には酸素が約20パーセント含まれています。

二酸化炭素 にさんかたんそ Carbon dioxide
二酸化炭素は、一つの炭素原子に二つの酸素原子が結びついた化合物です(ちなみに、一つの炭素原子に一つの酸素原子が結びついた化合物を一酸化炭素といいます)。二酸化炭素の固体はドライアイスとよばれているもので、二酸化炭素を水に溶かしたものは炭酸水とよばれています。

水素 すいそ Hydrogen
水素は代表的な元素の一つです。水をつくっている要素の一つです。水素はとても軽く、燃えやすいという性質があります。また、他の物質と結びつきやすく、水素のみで存在していることの方が少ないです。

アンモニア Ammonia
窒素と酸素が結びついた化合物です。刺激臭とよばれる強烈な匂いがあります。また、水に溶けやすいという性質があります。

水上置換 すいじょうちかん Water displacement
気体の集め方の一つです。水に溶けにくい気体を集めるときにこの方法を使います。

上方置換 じょうほうちかん Upward delivery
気体の集め方の一つです。空気よりも軽い(=空気よりも密度が小さい)気体を集めるときにこの方法を使います。

下方置換 かほうちかん Downward delivery
気体の集め方の一つです。空気よりも重い(=空気よりも密度が高い)気体を集めるときにこの方法を使います。



試験管 しけんかん Test tube; Culture tube; Sample tube
物質を加熱したり、混合したりするときに使われる実験器具です。

ガスバーナー;ブンゼンバーナー Bunsen burner
可燃性のガスを燃焼させる実験器具です。安全性を高めるために、ちゃんとした使用手順を守ることが求められます。

沸騰石 ふっとうせき Boiling chips; Boiling stones
液体を加熱する際に、急激な沸騰を防ぐために液体に加えておく物体のこと。急激な沸騰が起こると実験器具が破損したり、けがをする可能性があるので、予防策として沸騰石があるのです。

温度計 おんどけい Thermometer
気温や体温を測る器具をすべてまとめて温度計といいます。


メスシリンダー Graduated cylinder; Measuring cylinder; Graduate
液体の体積を測るために実験器具。「メスシリンダー」という名称はドイツ語でこの器具をMesszylinderと呼ぶことからきているようです。

上皿天秤 うわざらてんびん Beam balance; Balance
上皿とよばれる計量皿や、分銅(金属の重り)を使って、物質の重さを計る器具です。
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