２　物質とその成分　

【原子と元素】

　物質を構成する〔　成分　〕を〔　元素　〕という。例えば，水はH₂Oなので水の構成元素は水素Hと酸素Oとなる。一方，物質を構成する最小の〔　粒子　〕を〔　原子　〕という。水は水素原子と酸素原子からなる。元素の実体が原子である。

【元素記号と周期表】

元素記号は下にある周期表の通り覚えること。周期表の横の並びと縦の並びには意味があり，両方の並び方で覚えること。

周期　
　元素の横の並びを周期という。元素には〔　原子番号　〕という通し番号がついていて，横の並びは原子番号の順になっている。特に原子番号1〜20までは順番通りにいえるようにする。これはこの後の学習ですぐに必要になってくる。 


族　
　元素の縦の並びを族という。同じ族の元素は，性質が似ているので，それぞれの族が1つのグループになっている（3族　〜11族は例外）。どの元素が互いに同じ族かを知っておくとよい。特に1，2，17，18族にはそれぞれ〔　アルカリ金属　〕，〔　アルカリ土類金属　〕，〔　ハロゲン　〕，〔　希ガス　〕という。


例）
〔　NaとK　〕，〔　CaとBa　〕，〔　FとCl　〕，〔　HeとNe　〕，〔　OとS　〕などの組合せがそれぞれ同じ族 になり性質が似る。 

　その他，周期表で，ピンクの線で囲んだ〔　3　〕〜〔　12　〕族を〔　遷移元素　〕，それ以外を〔　典型元素　〕という。また，赤線で囲んだ部分は，すべて，〔　非金属元素　〕，それ以外は〔　金属元素　〕である。

例題　図は周期表の概略を示したものである。　次の　 (1) 〜 (4) に当てはまる領域を，図のア〜ケからすべて選べ。

(1)　アルカリ金属元素　(2)　遷移元素 (3)　非金属元素　(4)　ハロゲン元素 　(1)　イ　(2)　エ　　(3)　ア，カ，キ，ク　　(4)　キ

【単体と化合物】

化合物 　2種類以上の元素からなる物質 　例）〔　H2O，CO2，NaCl　〕など 単体 　1種類の元素からなる物質 　例）〔　H2，O2，Na　〕など　 　　　（「物質名=元素名」のものが多い）

　同じ元素からなる〔　単体　〕で性質が異なるものを互いに同素体という。同素体は，原子の結合のしかた，結合する原子の数が異なることなどによってできる。

例題　次の物質を単体・化合物・混合物のいずれかに分類せよ。

�@　アンモニア　　�A　窒素　　�B　ダイヤモンド　�C　水蒸気　　�D　水酸化ナトリウム　　�E　牛乳

　　単体：�A，�B　「元素名＝物質名」，同素体の名前のもの

　　化合物：�@，�C，�D　　混合物：�E

例題　次の (1) 〜 (4) に相当する組合せを�@〜�Fからすべて選べ。

(1)　互いに同素体　　(2)　互いに同族元素の単体　　(3)　互いに金属元素の単体

(4)　異なる化合物で，互いに成分元素が同じもの　　

�@　塩素とヨウ素　　�A　酸素とオゾン　　�B　銀と水銀　　�C　黒鉛と鉛

�D　一酸化炭素と二酸化炭素　　�E水と氷　　�F　黒鉛と硫黄

　(1)　�A　　(2)　�@，�C　　(3)　�B　　(4)　�D　COとCO₂

【成分元素の検出】

　その物質がどんな元素で構成されているかを調べる。元素特有の性質を利用する。

炎色反応

　NaナトリウムやCu銅を含んだ化合物（単体はだめ）の水溶液を炎の中に入れると，炎の色が元素特有の色になる。その色からどんな元素が含まれているか判断する。

沈殿

　塩化ナトリウムNaClのような金属と非金属の元素からできている化合物は，水に溶けると，Na^＋とCl⁻のイオンに分離（電離）する。＋のイオン（陽イオン）と−のイオン（陰イオン）は，組合せによっては混ぜると結合して沈殿する場合がある。例えば，Ag^＋とCl⁻やCa^2＋とCO₃²⁻の組合せがあり，どちらの組合せも白色沈殿が生じる。このように何を加えると沈殿するかを調べ，どんな元素が含まれているか判断することができる。

例）　塩化ナトリウムNaCl（Na^＋とCl⁻）水溶液と硝酸銀AgNO₃（Ag^＋とNO₃⁻）水溶液

硝酸銀AgClの白色沈殿が生成する。⇒　Cl⁻とAg^＋の検出になる

　　　炭酸ナトリウムNa₂CO₃（Na^＋２つとCO₃²⁻）水溶液と水酸化カルシウムCa(OH)₂（Ca^2＋とOH⁻2つ）水溶液　

炭酸カルシウムCaCO₃白色沈殿が生成する⇒　CO₃²⁻とCa^2＋の検出になる

気体発生反応

　物質に試薬を加えたり，加熱，燃焼させたりして気体を発生させる。発生した気体が何かを調べ，どんな元素が含まれているか判断する。

　例）CO₂が発生　⇒　その物質には，〔　C　〕が含まれている

　　　CO₂は「〔　石灰水　〕を白濁させる」で検出できる。
　　　　　　
　　　O（酸素）は空気中の酸素の可能性があるので，物質に含まれているとは言い切れない。　　　　　　　　　

例題　次の結果から検出できる元素は何か。元素記号で答えよ。

(1)　プールの水をとり，硝酸銀水溶液を加えたら，その溶液は白濁した。

(2)　ある水溶液を白金線につけ炎の中に入れたら，炎が青緑色になった。

(3)　ある物質を燃焼したところ，石灰水を白濁させる気体が発生した。

　(1)　Cl　　(2)　Cu　　(3)　C