暇なとき、某質問サイトで化学の質問に答えています。
◆なぜ零度に水は凍るのですか。
●ほぼすべての物質は気体液体固体の相変化があります。
物質の動かないぐらい小さな運動エネルギーの状態を温度が低いといいます。
◆気体はなぜ単体で存在できないのでしょうか？（H2やO2、N2など）
●分子のほうが電子を共有できてエネルギーが安定するからです。
◆アンモニウムイオンの構造を混成軌道の考えを使って説明せよ
●ＮＨ４のＮが真ん中で四面体の頂点がＨかなあ。
◆On the basic of their positions in the periodic table, select the atom with the larger atomic radius in each of the following pair
(a)Na,Cs (b)Be,Ba(c)N,Sb;(d)F,Br;(e)Ne,Xe
●原子半径は原子番号順に大きくなる、
最外殻電子が少ないと大きくなる、が原則。
ハロゲンや希ガスは小さい。
アルカリ金属は最外殻電子が１つだけだから、
遠くまで電子が飛びまわれるので、原子としては大きい。
↑なんだか自信がないや。
補足＞周期表では同じ行なら原子番号順に小さくなりますね。
同じ列なら下のほうが大きいです。
◆金属と石の学問は、なんと言う学問に属するんですか？
●金属を学問するのは無機化学ですね。
宝石は酸化物の結晶です。
光や電気に対する反応が特殊な酸化物を研究するのは応用物理学です。
◆現在の科学の進歩での問題点は何でしょう？
●応用分野へのアイデアが足りないですね。
医学への応用を念頭にバイオと半導体技術を駆使したデバイス開発がホットです。
既存技術の高密度化には限界があります。新しい応用分野を見つけるのが鍵です。
◆金属に色を付ける事はできますか？塗料などで塗装するのではなく、金属そのものに。
●金属単体での色は固有の色です。
金や銅など一部を除いて皆アルミのような色だったと記憶してます。
金メッキで金色にすることは出来ます。
補足＞アルミの陽極酸化膜について触れてある回答がありました。
◆溶けるということはどういうことですか？？
●無機化学では同じ物質同士で固まっているより
水分子に取り囲まれたほうがエネルギーが安定する場合に溶けます。
有機化学では炭素が多い部分は疎水基で、ＯＨが多い部分が親水基となります。
◆二つの物質の反応（反応速度）を予想する手段
●一般に、温度、濃度、流速などが上がれば反応は早くなります。
◆硫酸銅水溶液の電気分解で電極に銅を用いた場合、陽極での反応は『銅の方が水よりも電子を失いやすいので、陽極である銅が酸化される』と説明されました。“銅のほうが水よりも電子を失いやすい”のでしょうか？
●銅の電気精錬もしくは電気銅めっきを考えると、
理解しやすいでしょう。
陽極が銅なら、銅が金属からイオンとなり溶け出します。
一方、陰極では銅イオンから金属銅が析出し、銅めっきされます。
水素イオンは陰極に引き寄せられますが、
電子は銅に受け渡され、水素イオンの還元反応（水素ガス発生）は
起こりません。
陽極がカーボンや白金なら溶け出さないので
水が電気分解されて、電子が奪われ酸素ガスが発生です。
◆中和滴定によるビタミンCの濃度の決定について。
「果物の酸化を防ぐビタミンＣの機能が、温度やｐＨで変化するか」
●果物の酸化を防ぐ機能を分析する実験より、
温度によってビタミンＣの濃度が変わるかどうかの実験のほうが、
ラクにできそうですね。
ビタミンＣは熱に弱く、分解してしまうので、
温度を上げていくと、ある温度から濃度が急減する・・・
みたいなレポートになりそうですね。
実験するなら、実験器具の準備と
手順をフローチャートに書いて準備するのが基本です。
＞タイトル
＞概要（ビタミンC濃度を滴定で調べた）
＞背景（ビタミンCは健康に大切で食品添加物としても多用されている）
＞理論
ビタミンCについて。
酸化還元について。
滴定について。
指示薬について。
＞実験方法
濃度の分かる酸化剤を用意
ビタミンC溶液の一定量をはかり取る
中和定するためのガラス器具を用意
ガラス器具内部の洗い方に注意
指示薬の色が変わるときの酸化剤の量を測定
化学反応式を立てる
濃度計算する
＞まとめ
◆磁石という物質の原理
磁石はなぜＮ極とＳ極があり、なぜ磁石という物質だけ、ひきつける引力のような力があるんだろう？
●金属原子は原子核の周りを電子が飛び回り取り囲んでいます。
原子核の重さや電子の数の違いが金属の種類そのものです。
電子のスピンの違いによって磁性を持つ、持たないという
それぞれの金属の特性が現れます。
磁性の強さや性質は金属の混ぜ方や微細な構造で変わります。
ハードディスク（ＨＤＤ）は磁性を利用した代表的なデバイスです。
◆応速度定数の温度以外の依存性について
●温度だけでなく濃度でも変わりますよね。
つまりは、反応物質どおしの衝突頻度ではないでしょうか？
反応する場の流速にしても同じことだと思います。
◆超音波洗浄のコツ
●硝酸、硫酸と水の混合液をビーカー中に入れてラップでふたをして
周囲をお湯で浸して超音波洗浄をしますね。
30分ほどあてたあと、純水で内部をすすぎます。
そのあと、乾燥器にいれます。
◆最密充填構造を金属が多くとる理由を教えてください！！
金属原子を球で考えて結合に方向性がないことから
考えてみろと言われたのですが…
●金属の結晶構造と酸化物の結晶構造が例です。
金属結合方向の制約がないので、原子は自然に最密に充填される
結晶構造をとりやすいです。
テニスボールを並べて積み上げたときに最密になることと同じです。
一方、酸化物は結合しやすい方向があるという特徴があります。
合成した温度によって酸化物は結晶構造が変わり、
最密でない構造もとります。
◆ＴＧ－ＤＴＡ測定の雰囲気を変えるメリットを教えてください。
●高温で進む化学反応のなかには雰囲気によって
反応する温度、生成速度や生成物が変わるものがあります。
空気中と酸素中とアルゴン中では反応が変わる可能性があるのです。
そうした雰囲気と化学反応の関係を調べるための実験として測定します。
◆ナノマシンは、どのように作られているんでしょうか？
●歯車などナノサイズの構造物が研究されています。
レジストといわれる有機薄膜に極めて細く絞った光で
微小な穴を歯車状にあけて、
その部分にだけ、金属薄膜を形成することで、
ナノサイズの歯車などを作製できます。
◆色と波長の疑問
●光と絵の具では色を混ぜたときの考え方が違います。
また、人間の目は波長計ではないことにも注意です。
発光する場合はその色を、
吸光する場合は補色を見ています。
◆励起光(吸光)と発光の波長の違いについて
●吸光は電子の軌道のエネルギー順位がひとつ上がるのに
対応して、ある波長の光が吸収されます。
発光は励起されたエネルギーが放出されて基底状態に戻る
ときに対応してると思います。
◆有機化合物の名前の付け方がわかりません。困っています。。
1-ブテン、2-ブテン、1-ペンテン、2-ペンテンなど。
●骨格の炭素の数で、メ、エ、プロ、ブ、ペン、ヘキサ・・・
と頭の名前が決まります。
もっとも単純な例がメタン、エタン、プロパン…。
二重結合、三重結合があれば、語尾が変わります。
二重結合の位置によって１、２、とつけます。
端っこにあれば、１です。
◆なぜ零度に水は凍るのですか。
●ほぼすべての物質は気体液体固体の相変化があります。
物質の動かないぐらい小さな運動エネルギーの状態を温度が低いといいます。
◆気体はなぜ単体で存在できないのでしょうか？（H2やO2、N2など）
●分子のほうが電子を共有できてエネルギーが安定するからです。
◆アンモニウムイオンの構造を混成軌道の考えを使って説明せよ
●ＮＨ４のＮが真ん中で四面体の頂点がＨかなあ。
◆On the basic of their positions in the periodic table, select the atom with the larger atomic radius in each of the following pair
(a)Na,Cs (b)Be,Ba(c)N,Sb;(d)F,Br;(e)Ne,Xe
●原子半径は原子番号順に大きくなる、
最外殻電子が少ないと大きくなる、が原則。
ハロゲンや希ガスは小さい。
アルカリ金属は最外殻電子が１つだけだから、
遠くまで電子が飛びまわれるので、原子としては大きい。
↑なんだか自信がないや。
補足＞周期表では同じ行なら原子番号順に小さくなりますね。
同じ列なら下のほうが大きいです。
◆金属と石の学問は、なんと言う学問に属するんですか？
●金属を学問するのは無機化学ですね。
宝石は酸化物の結晶です。
光や電気に対する反応が特殊な酸化物を研究するのは応用物理学です。
◆現在の科学の進歩での問題点は何でしょう？
●応用分野へのアイデアが足りないですね。
医学への応用を念頭にバイオと半導体技術を駆使したデバイス開発がホットです。
既存技術の高密度化には限界があります。新しい応用分野を見つけるのが鍵です。
◆金属に色を付ける事はできますか？塗料などで塗装するのではなく、金属そのものに。
●金属単体での色は固有の色です。
金や銅など一部を除いて皆アルミのような色だったと記憶してます。
金メッキで金色にすることは出来ます。
補足＞アルミの陽極酸化膜について触れてある回答がありました。
◆溶けるということはどういうことですか？？
●無機化学では同じ物質同士で固まっているより
水分子に取り囲まれたほうがエネルギーが安定する場合に溶けます。
有機化学では炭素が多い部分は疎水基で、ＯＨが多い部分が親水基となります。
◆二つの物質の反応（反応速度）を予想する手段
●一般に、温度、濃度、流速などが上がれば反応は早くなります。
◆硫酸銅水溶液の電気分解で電極に銅を用いた場合、陽極での反応は『銅の方が水よりも電子を失いやすいので、陽極である銅が酸化される』と説明されました。“銅のほうが水よりも電子を失いやすい”のでしょうか？
●銅の電気精錬もしくは電気銅めっきを考えると、
理解しやすいでしょう。
陽極が銅なら、銅が金属からイオンとなり溶け出します。
一方、陰極では銅イオンから金属銅が析出し、銅めっきされます。
水素イオンは陰極に引き寄せられますが、
電子は銅に受け渡され、水素イオンの還元反応（水素ガス発生）は
起こりません。
陽極がカーボンや白金なら溶け出さないので
水が電気分解されて、電子が奪われ酸素ガスが発生です。
◆中和滴定によるビタミンCの濃度の決定について。
「果物の酸化を防ぐビタミンＣの機能が、温度やｐＨで変化するか」
●果物の酸化を防ぐ機能を分析する実験より、
温度によってビタミンＣの濃度が変わるかどうかの実験のほうが、
ラクにできそうですね。
ビタミンＣは熱に弱く、分解してしまうので、
温度を上げていくと、ある温度から濃度が急減する・・・
みたいなレポートになりそうですね。
実験するなら、実験器具の準備と
手順をフローチャートに書いて準備するのが基本です。
＞タイトル
＞概要（ビタミンC濃度を滴定で調べた）
＞背景（ビタミンCは健康に大切で食品添加物としても多用されている）
＞理論
ビタミンCについて。
酸化還元について。
滴定について。
指示薬について。
＞実験方法
濃度の分かる酸化剤を用意
ビタミンC溶液の一定量をはかり取る
中和定するためのガラス器具を用意
ガラス器具内部の洗い方に注意
指示薬の色が変わるときの酸化剤の量を測定
化学反応式を立てる
濃度計算する
＞まとめ
◆磁石という物質の原理
磁石はなぜＮ極とＳ極があり、なぜ磁石という物質だけ、ひきつける引力のような力があるんだろう？
●金属原子は原子核の周りを電子が飛び回り取り囲んでいます。
原子核の重さや電子の数の違いが金属の種類そのものです。
電子のスピンの違いによって磁性を持つ、持たないという
それぞれの金属の特性が現れます。
磁性の強さや性質は金属の混ぜ方や微細な構造で変わります。
ハードディスク（ＨＤＤ）は磁性を利用した代表的なデバイスです。
◆応速度定数の温度以外の依存性について
●温度だけでなく濃度でも変わりますよね。
つまりは、反応物質どおしの衝突頻度ではないでしょうか？
反応する場の流速にしても同じことだと思います。
◆超音波洗浄のコツ
●硝酸、硫酸と水の混合液をビーカー中に入れてラップでふたをして
周囲をお湯で浸して超音波洗浄をしますね。
30分ほどあてたあと、純水で内部をすすぎます。
そのあと、乾燥器にいれます。
◆最密充填構造を金属が多くとる理由を教えてください！！
金属原子を球で考えて結合に方向性がないことから
考えてみろと言われたのですが…
●金属の結晶構造と酸化物の結晶構造が例です。
金属結合方向の制約がないので、原子は自然に最密に充填される
結晶構造をとりやすいです。
テニスボールを並べて積み上げたときに最密になることと同じです。
一方、酸化物は結合しやすい方向があるという特徴があります。
合成した温度によって酸化物は結晶構造が変わり、
最密でない構造もとります。
◆ＴＧ－ＤＴＡ測定の雰囲気を変えるメリットを教えてください。
●高温で進む化学反応のなかには雰囲気によって
反応する温度、生成速度や生成物が変わるものがあります。
空気中と酸素中とアルゴン中では反応が変わる可能性があるのです。
そうした雰囲気と化学反応の関係を調べるための実験として測定します。
◆ナノマシンは、どのように作られているんでしょうか？
●歯車などナノサイズの構造物が研究されています。
レジストといわれる有機薄膜に極めて細く絞った光で
微小な穴を歯車状にあけて、
その部分にだけ、金属薄膜を形成することで、
ナノサイズの歯車などを作製できます。
◆色と波長の疑問
●光と絵の具では色を混ぜたときの考え方が違います。
また、人間の目は波長計ではないことにも注意です。
発光する場合はその色を、
吸光する場合は補色を見ています。
◆励起光(吸光)と発光の波長の違いについて
●吸光は電子の軌道のエネルギー順位がひとつ上がるのに
対応して、ある波長の光が吸収されます。
発光は励起されたエネルギーが放出されて基底状態に戻る
ときに対応してると思います。
◆有機化合物の名前の付け方がわかりません。困っています。。
1-ブテン、2-ブテン、1-ペンテン、2-ペンテンなど。
●骨格の炭素の数で、メ、エ、プロ、ブ、ペン、ヘキサ・・・
と頭の名前が決まります。
もっとも単純な例がメタン、エタン、プロパン…。
二重結合、三重結合があれば、語尾が変わります。
二重結合の位置によって１、２、とつけます。
端っこにあれば、１です。
