第2章原子・分子・イオン
Key Concepts and Summary重要な概念とまとめ
The ancient Greeks proposed that matter consists of extremely small particles called atoms. Dalton postulated that each element has a characteristic type of atom that differs in properties from atoms of all other elements, and that atoms of different elements can combine in fixed, small, whole-number ratios to form compounds. Samples of a particular compound all have the same elemental proportions by mass. When two elements form different compounds, a given mass of one element will combine with masses of the other element in a small, whole-number ratio. During any chemical change, atoms are neither created nor destroyed.
古代ギリシャ人は、物質が原子と呼ばれる極めて小さな粒子からできていると提案した。ドルトンは、各元素にはほかのすべての元素の原子とは性質が異なる固有の種類の原子があり、異なる元素の原子が一定の小さな整数比で結びついて化合物を作ると仮定した。特定の化合物の試料は、どれも各元素を同じ質量比で含む。二つの元素が異なる化合物を作るとき、一方の元素の質量を一定にすると、それに結びつくもう一方の元素の質量は小さな整数比になる。どのような化学変化でも、原子は生成も消滅もしない。
Chemistry End of Chapter Exercises化学の章末問題
Exercises 1–4練習問題 1–4
Exercise 1問題 1
In the following drawing, the green spheres represent atoms of a certain element. The purple spheres represent atoms of another element. If the spheres of different elements touch, they are part of a single unit of a compound. The following chemical change represented by these spheres may violate one of the ideas of Dalton’s atomic theory. Which one?
次の図で、緑色の球はある元素の原子、紫色の球は別の元素の原子を表す。異なる元素の球同士が接していれば、一つの化合物単位の一部である。これらの球で表した次の化学変化は、ドルトンの原子論の考え方の一つに反する可能性がある。どれに反するか。
Solution解き方
The starting materials consist of one green sphere and two purple spheres. The products consist of two green spheres and two purple spheres. This violates Dalton’s postulate that that atoms are not created during a chemical change, but are merely redistributed.
反応前の物質は緑色の球一つと紫色の球二つからなり、生成物は緑色の球二つと紫色の球二つからなる。これは、原子は化学変化で生成せず、単に配置し直されるだけだというドルトンの基本仮説に反する。
Exercise 2問題 2
Which postulate of Dalton’s theory is consistent with the following observation concerning the weights of reactants and products? When 100 grams of solid calcium carbonate is heated, 44 grams of carbon dioxide and 56 grams of calcium oxide are produced.
反応物と生成物の重さについての次の観察は、ドルトンの理論のどの基本仮説と一致するか。固体の炭酸カルシウム100グラムを加熱すると、二酸化炭素44グラムと酸化カルシウム56グラムが生成する。
Exercise 3問題 3
Identify the postulate of Dalton’s theory that is violated by the following observations: 59.95% of one sample of titanium dioxide is titanium; 60.10% of a different sample of titanium dioxide is titanium.
次の観察が反するドルトンの基本仮説を挙げなさい。二酸化チタンのある試料では59.95%がチタンであり、別の二酸化チタンの試料では60.10%がチタンである。
Solution解き方
This statement violates Dalton’s fourth postulate: In a given compound, the numbers of atoms of each type (and thus also the percentage) always have the same ratio.
これはドルトンの第四の基本仮説に反する。ある特定の化合物では、各種類の原子数（したがってその百分率も）は常に同じ比で存在する。
Exercise 4問題 4
Samples of compound X, Y, and Z are analyzed, with results shown here.
化合物X、Y、Zの試料を分析すると、ここに示す結果が得られた。
Compound 化合物 |
Description 説明 |
Mass of Carbon 炭素の質量 |
Mass of Hydrogen 水素の質量 |
|---|---|---|---|
X |
clear, colorless, liquid with strong odor 透明で無色、強いにおいのある液体 |
1.776 g |
0.148 g |
Y |
clear, colorless, liquid with strong odor 透明で無色、強いにおいのある液体 |
1.974 g |
0.329 g |
Z |
clear, colorless, liquid with strong odor 透明で無色、強いにおいのある液体 |
7.812 g |
0.651 g |
Do these data provide example(s) of the law of definite proportions, the law of multiple proportions, neither, or both? What do these data tell you about compounds X, Y, and Z?
これらのデータは、定比例の法則、倍数比例の法則、どちらでもない、両方、のどの例を示しているか。このデータから、化合物X、Y、Zについて何が分かるか。
Dalton’s atomic theory
ドルトンの原子論
set of postulates that established the fundamental properties of atoms
原子の基本的な性質を定めた一連の基本仮説
law of constant composition
組成一定の法則
(also, law of definite proportions) all samples of a pure compound contain the same elements in the same proportions by mass
定比例の法則ともいう。純粋な化合物のどの試料も、同じ元素を同じ質量比で含む。
law of definite proportions
定比例の法則
(also, law of constant composition) all samples of a pure compound contain the same elements in the same proportions by mass
組成一定の法則ともいう。純粋な化合物のどの試料も、同じ元素を同じ質量比で含む。
law of multiple proportions
倍数比例の法則
when two elements react to form more than one compound, a fixed mass of one element will react with masses of the other element in a ratio of small whole numbers
二つの元素が反応して複数の化合物を作るとき、一方の元素の質量を一定にすると、それと反応するもう一方の元素の質量は小さな整数比になる。