これで完ぺき!理科の総まとめ(化学変化と原子・分子)

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化学変化(化学反応)

化学変化

もとの物質とは性質の異なる別の物質ができる変化。
※状態変化は状態が変わるだけで同じ物質

鉄(スチールウール)の加熱

鉄 + 酸素 → 酸化鉄

加熱後
質量 質量が増加した
電流を通すか 電流を通さなくなった
塩酸との反応 気体が発生しなくなった
見た目 光沢のある灰色から黒に変化した
酸化

物質が酸素と化合すること。酸化してできた物質を酸化物という。

燃焼

激しく熱や光を出しながら酸化すること。

物質 + 酸素 → 酸化物
↑この時に熱や光が発生すれば燃焼

物質の成り立ち

原子

物質をつくっていて、それ以上分けることのできない小さな粒。物質を構成する原子の種類のことを元素という。

原子の性質

  • それ以上分けられない
  • 質量・大きさが原子ごとに異なる
  • 他の原子に変わらない
  • なくならない
  • 新しくできない
元素記号

H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
水兵 リーベ 僕 の 船 なんで曲がるシップス クラークか

周期表

物質を構成する基本単位である元素を、それぞれが持つ物理的または化学的性質が似たもの同士が並ぶように決められた規則(周期律)に従って配列した表

物質どうしが結びつく反応

化合

2種類以上の物質が結びつき別の1種類の物質ができる化学変化。化合によってできた物質を化合物という。

(例)水素 + 酸素 → 水、 鉄 + 硫黄 → 硫化鉄、 銅 + 硫黄 → 硫化銅

鉄と硫黄の化合

硫化鉄(化合物) 鉄と硫黄の混合物
色・見た目 黒、固まり 灰色、粉末
磁石 引きつけられない(弱い) 引きつけられる
希塩酸 腐卵臭(硫化水素) 無臭(水素)

※鉄と言おうが化合する時に熱が発生するため、一部が赤くなったところで加熱を止めても反応は続く。

硫化

物質が硫黄と結びつくこと

単体

1種類の原子からできているもの。(例)水素、酸素、銀

化合物

2種類以上の原子からできているもの。(例)水、二酸化炭素

分子

原子がいくつか結びついてできている物質の性質を表す最少の粒。決まった種類の原子が決まった数結びついてできている。
(例)水素分子 → 水素原子2個、水分子 → 水素原子2個と酸素原子1個

分子のモデル

化学式

原子の記号を使って物質の成り立ちを表した式

化学式の書き方
分子をつくる物質
  1. 分子のモデルを記号に置き換える
  2. 原子をまとめて個数を右下に書く
    (例)○○→HH→H2、◎●◎→OCO→CO2
分子をつくらない物質

※1個の原子、または組になっている原子で代表させる。

物質の種類

混合物

2種類以上の物質が混じり合ったもの(例)空気(窒素、酸素、二酸化炭素)、海(水、塩化ナトリウム)

純粋な物質(純物質)

1種類の物質からできているもの。単体と化合物に分けられる。(例)水素、水、銀

単体

1種類の原子からできているもの。(例)水素、酸素、銀

化合物

2種類以上の原子からできているもの。(例)水、二酸化炭素

単体・化合物のまとめ

分解

分解

1種類の物質が2種類以上の別の物質に分かれる変化。物質を加熱したときに起こる分解を特に熱分解という。また、電流を流した時に起こる分解を特に電気分解という。

水の電気分解

水 → 水素 + 酸素(陰極:水素、陽極:酸素)
H2O → H2  + O2
燃える  助燃性

塩化銅水溶液の電気分解

塩化銅 → 銅 + 塩素(陰極:銅、陽極:塩素)
CuCl2 → Cu + Cl2
青   赤かっ色  刺激臭、脱色作用

炭酸水素ナトリウムの分解(熱分解)

炭酸水素ナトリウム → 炭酸ナトリウム + 水 + 二酸化炭素
NaHCO3      → Na2CO3    + H2O + CO2
弱アルカリ性        アルカリ性     塩化コバルト紙 石灰水→白くにごる

酸化銀の分解(熱分解)

酸化銀 → 銀 + 酸素
2Ag2O → 2Ag + O2
黒    金属光沢 助燃性

化学変化と物質の質量

化学反応式

化学式を用いて、物質の化学変化を表した式

化学反応式のつくり方

1. 化学変化を物質名と式で表す。
2. 物質名を化学式にする。
3. 化学式をモデルにする。
4. 矢印の左側と右側で原子の数が等しくなるように分子を増やす。
5. モデルを化学式にする。

化学変化と質量

木炭の加熱

炭素 + 酸素 → 二酸化炭素(※木炭は加熱後、軽くなる)
C  +  O2 → CO2

銅の加熱

銅 + 酸素 → 酸化銅(※銅は加熱後、重くなる)
2Cu + O2 → 2CuO

化学変化と質量変化

質量保存の法則

化学反応の前後で物質全体の質量は変わらない。

定比例の法則

物質が化学反応する時、反応に関わる物質の質量の割合は、常に一定である

  • (例1)銅+酸素→酸化銅 ⇒ 銅:酸素:酸化銅=4:1:5
  • (例2)マグネシウム+酸素→酸化マグネシウム ⇒ マグネシウム:酸素:酸化マグネシウム=3:2:5

化学変化とその利用

酸化物から酸素をとり除く変化

還元

酸化物が酸素を奪われる化学変化。酸化と同時に起こる。
↑→→→還元→→→↓
2CuO + C → 2Cu + CO2
↓→→→酸化→→→↓

↑→→→還元→→→↓
CuO + H2 → Cu + H2O
↓→→→酸化→→→↑

化学変化と熱の出入り

発熱反応

化学変化のさいに熱の発生をともない、まわりの温度を上げる反応。

  • (例1)鉄+酸素→酸化鉄(化学カイロ)
  • (例2)酸化カルシウム+水(駅弁)

吸熱反応

化学変化のさいに周囲の熱を吸収し、まわりの温度を下げる反応。

  • (例1)炭酸水素ナトリウム+クエン酸+水 ⇒ 二酸化炭素が発生して温度が下がる
  • (例2)水酸化バリウム+塩化アンモニウム⇒アンモニアが発生して温度が下がる