第2章原子・分子・イオン

Ionic Hydratesイオン化合物の水和物

Ionic compounds that contain water molecules as integral components of their crystals are called hydrates. The name for an ionic hydrate is derived by adding a term to the name for the anhydrous (meaning “not hydrated”) compound that indicates the number of water molecules associated with each formula unit of the compound. The added word begins with a Greek prefix denoting the number of water molecules (see Table 2.10) and ends with “hydrate.” For example, the anhydrous compound copper(II) sulfate also exists as a hydrate containing five water molecules and named copper(II) sulfate pentahydrate. Washing soda is the common name for a hydrate of sodium carbonate containing 10 water molecules; the systematic name is sodium carbonate decahydrate.

英語のヒント

結晶を構成する不可欠な成分として水分子を含むイオン化合物を、水和物という。その英語名は、無水（「水和していない」の意）の化合物名に、化合物の式単位ごとに結びつく水分子の数を示す語を加えて作る。加える語は、水分子の数を表すギリシャ語由来の接頭辞（表2.10参照）で始まり、hydrateで終わる。たとえば、無水の硫酸銅(II)は、水分子を5個含む水和物としても存在し、硫酸銅(II)五水和物（copper(II) sulfate pentahydrate）と呼ばれる。洗濯ソーダは水分子を10個含む炭酸ナトリウム水和物の通称で、系統名は炭酸ナトリウム十水和物（sodium carbonate decahydrate）である。

Formulas for ionic hydrates are written by appending a vertically centered dot, a coefficient representing the number of water molecules, and the formula for water. The two examples mentioned in the previous paragraph are represented by the formulas

英語のヒント

イオン化合物の水和物の化学式は、無水物の式の後に高さの中央に置いた点、水分子数を示す係数、水の化学式を付け加えて書く。前の段落の2例は、次の式で表される。

copper(II) sulfate pentahydrate {CuSO}_{4} ∙5 H_{2} O

硫酸銅(II)五水和物 {CuSO}_{4} ∙5 H_{2} O

sodium carbonate decahydrate {Na}_{2} {CO}_{3} ∙10 H_{2} O

炭酸ナトリウム十水和物 {Na}_{2} {CO}_{3} ∙10 H_{2} O

Table 2.10表 2.10
Nomenclature Prefixes 命名に用いる接頭辞
Number 数	Prefix 接頭辞	Number 数	Prefix 接頭辞
1 (sometimes omitted) 1（省略する場合あり）	mono- mono-（モノ）	6	hexa- hexa-（ヘキサ）
2	di- di-（ジ）	7	hepta- hepta-（ヘプタ）
3	tri- tri-（トリ）	8	octa- octa-（オクタ）
4	tetra- tetra-（テトラ）	9	nona- nona-（ノナ）
5	penta- penta-（ペンタ）	10	deca- deca-（デカ）

Example 2.13例題 2.13

Naming Ionic Compoundsイオン化合物の命名

Name the following ionic compounds

次のイオン化合物の名称を答えなさい。

(a) Fe₂S₃

(b) CuSe

(d) MgSO₄·7H₂O

(e) Ti₂(SO₄)₃

Solution解法

The anions in these compounds have a fixed negative charge (S²⁻, Se²⁻, N³⁻, and

{SO}_{4}^{2−}),

and the compounds must be neutral. Because the total number of positive charges in each compound must equal the total number of negative charges, the positive ions must be Fe³⁺, Cu²⁺, Ga³⁺, Mg²⁺, and Ti³⁺. These charges are used in the names of the metal ions:

これらの化合物中の陰イオンの負電荷は一定（S²⁻、Se²⁻、N³⁻、

{SO}_{4}^{2−}),

）で、化合物は中性でなければならない。各化合物の正電荷の総数と負電荷の総数が等しくなる必要があるため、陽イオンはFe³⁺、Cu²⁺、Ga³⁺、Mg²⁺、Ti³⁺となる。これらの電荷を金属イオンの名称に用いる。

(a) iron(III) sulfide

(a) 硫化鉄(III)

(b) copper(II) selenide

(b) セレン化銅(II)

(d) magnesium sulfate heptahydrate

(d) 硫酸マグネシウム七水和物

(e) titanium(III) sulfate

(e) 硫酸チタン(III)

Check Your Learning理解を確かめよう

Write the formulas of the following ionic compounds:

次のイオン化合物の化学式を書きなさい。

(a) chromium(III) phosphide

(a) リン化クロム(III)

(b) mercury(II) sulfide

(b) 硫化水銀(II)

(d) copper(I) oxide

(d) 酸化銅(I)

(e) iron(III) chloride dihydrate

(e) 塩化鉄(III)二水和物

Erin Brockovich and Chromium Contaminationエリン・ブロコビッチとクロム汚染

In the early 1990s, legal file clerk Erin Brockovich (Figure 2.32) discovered a high rate of serious illnesses in the small town of Hinckley, California. Her investigation eventually linked the illnesses to groundwater contaminated by Cr(VI) used by Pacific Gas & Electric (PG&E) to fight corrosion in a nearby natural gas pipeline. As dramatized in the film Erin Brockovich (for which Julia Roberts won an Oscar), Erin and lawyer Edward Masry sued PG&E for contaminating the water near Hinckley in 1993. The settlement they won in 1996—$333 million—was the largest amount ever awarded for a direct-action lawsuit in the US at that time.

英語のヒント

1990年代初め、法律事務所の書類係だったエリン・ブロコビッチ（図2.32）は、カリフォルニア州の小さな町ヒンクリーで重い病気の発症率が高いことを発見した。調査の末、それらの病気と、パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック（PG&E）が近くの天然ガス・パイプラインの腐食を防ぐために使っていたCr(VI)による地下水汚染が結びついた。映画『エリン・ブロコビッチ』（主演のジュリア・ロバーツはこの作品でアカデミー賞を受賞）で描かれたように、エリンと弁護士エドワード・マズリーは1993年、ヒンクリー付近の水を汚染したとしてPG&Eを訴えた。1996年に勝ち取った和解金3億3300万ドルは、当時、米国の直接訴訟で認められた金額として最大であった。

OpenStax, Rice University; Chemistry 2e. · CC BY 4.0 · Source出典

Figure 2.32図 2.32

(a) Erin Brockovich found that Cr(VI), used by PG&E, had contaminated the Hinckley, California, water supply. (b) The Cr(VI) ion is often present in water as the polyatomic ions chromate,

{CrO}_{4}^{2−}

(left), and dichromate,

{Cr}_{2} O_{7}^{2−}

(right).

(a) エリン・ブロコビッチは、PG&Eが使用していたCr(VI)がカリフォルニア州ヒンクリーの水道水を汚染していたことを発見した。(b) Cr(VI)イオンは水中で、多原子イオンのクロム酸イオン

{CrO}_{4}^{2−}

（左）や二クロム酸イオン

{Cr}_{2} O_{7}^{2−}

（右）として存在することがよくある。

Chromium compounds are widely used in industry, such as for chrome plating, in dye-making, as preservatives, and to prevent corrosion in cooling tower water, as occurred near Hinckley. In the environment, chromium exists primarily in either the Cr(III) or Cr(VI) forms. Cr(III), an ingredient of many vitamin and nutritional supplements, forms compounds that are not very soluble in water, and it has low toxicity. But Cr(VI) is much more toxic and forms compounds that are reasonably soluble in water. Exposure to small amounts of Cr(VI) can lead to damage of the respiratory, gastrointestinal, and immune systems, as well as the kidneys, liver, blood, and skin.

英語のヒント

クロム化合物は、クロムめっき、染料の製造、防腐剤、またヒンクリー近郊で行われていたような冷却塔の水の腐食防止など、産業で広く使われている。環境中では、クロムは主にCr(III)またはCr(VI)の形で存在する。多くのビタミン剤や栄養補助食品の成分であるCr(III)は、水にあまり溶けない化合物をつくり、毒性も低いものである。しかしCr(VI)ははるかに毒性が高く、水にかなり溶けやすい化合物をつくる。少量のCr(VI)への曝露でも、呼吸器系、消化器系、免疫系に加え、腎臓、肝臓、血液、皮膚に障害が起こることがある。

Despite cleanup efforts, Cr(VI) groundwater contamination remains a problem in Hinckley and other locations across the globe. A 2010 study by the Environmental Working Group found that of 35 US cities tested, 31 had higher levels of Cr(VI) in their tap water than the public health goal of 0.02 parts per billion set by the California Environmental Protection Agency.

英語のヒント

浄化の努力にもかかわらず、Cr(VI)による地下水汚染はヒンクリーや世界各地で依然として問題である。環境ワーキンググループによる2010年の調査では、検査した米国35都市のうち31都市で、水道水中のCr(VI)濃度が、カリフォルニア州環境保護庁の公衆衛生目標である10億分の0.02を上回っていた。

Molecular (Covalent) Compounds分子性（共有結合）化合物

The bonding characteristics of inorganic molecular compounds are different from ionic compounds, and they are named using a different system as well. The charges of cations and anions dictate their ratios in ionic compounds, so specifying the names of the ions provides sufficient information to determine chemical formulas. However, because covalent bonding allows for significant variation in the combination ratios of the atoms in a molecule, the names for molecular compounds must explicitly identify these ratios.

英語のヒント

無機の分子性化合物は、イオン化合物と結合の性質が異なり、命名にも別の体系を使う。イオン化合物では、陽イオンと陰イオンの電荷によってその個数比が決まるため、イオンの名称を指定すれば化学式を決めるのに十分な情報が得られる。しかし、共有結合では、分子中の原子が結びつく比率にかなりの幅がある。そのため、分子性化合物の名称には、その比率を明示する必要がある。