はし3の独り言

はし3の独り言

腕時計に自転車、高校理科の話題が多いブログです。日常で印象に残った出来事も取り上げます。時間があって、気が向いた時しか更新できていませんが、ご愛顧よろしくお願いします。

あくまで化学基礎レベルでの解釈の一つとして読んでください。

 

 

 うまくいけば原子のイメージからモルまで進めるかもしれません。

 

 原子の構造のくだりで、電子は質量があるのに質量数は原子核だけを考えるとことか、そもそも中性子ってなんだ、とか、そういった疑問を苦し紛れの例え話で解決します。

 

 

 まず、教科書には電子の重さが陽子の約1840分1と書いてありましが、ピンとこないので私の体重70kgで考えると約1840分の1は約40gになります。40gといえばパンツの重さなので、「体重を測るときパンツの重さを気にしても仕方ない」、と、いうことになります。高校化学は大雑把なところがあるので、ふつうは電子(パンツ)の質量は無視します。

 

 

 また、原子捕獲という陽子が中性子と合体すると(パンツはくと)中性子になる現象があるので、「陽子と中性子の重さの違いはパンツ脱いで体重を測るか、はいて測るかぐらいの違いなんだ(ということにしといて)、と思ってください。

 

 

 電子をパンツに例えるというのは、授業をしていて咄嗟に思いついたアイディアでしたが、思ったより分かって(笑って)くれる子がでましたし、中性子の質量数を陽子と同じ1と扱うことと、電荷が±0になることを説明できて手ごたえがありました。図にすると中性子はツーケー星人みたいでかわいいし、ツーケー星人より上品だし、本当はこうじゃないんだけど、とりあえずは困んないかな。

 

 ここで、ゆくゆくを考えてボーアモデルにプラスアルファして光子をちょろょろ書き増しましょう。

 

 光子は文字通り光の粒子なんですが、同時に電磁力を伝える働きもしています。光子のお陰でプラスの電荷を持った陽子がマイナスの電荷を持った電子をつなぎとめていられるわけで、つまり光子がいないと物質ができません。

 

 物質の元になる原子は、陽子、中性子、電子だけじゃなくて光子でできていると思っておきましょう。

 

 原子の中に光子がいることに触れておくのは、物理でも生物でも地学でも、物体が電磁波(光子の波)をちゃん吸収も放射もする存在として登場するからです。

 

 また、光子の性分で、原子の中では陽子と電子は同じ数だけ用意されます。光子のつくる電磁場ではプラス(陽子)とマイナス(電子)はトータルで±0になる数になろうとするので、原子番号(原子中の陽子数)=電子数になるきまりです。

 

 続いて原子の重さの目安になる質量数についてです。陽子は1、中性子も1でした。電子は質量を無視しましたから、ある原子の質量数は原子核中の陽子と中性子を足した数になります。

 

 ところで、小さい小さい質量数1の陽子や中性子をいったい何個集めたら1gになるのか決めたくなるのは人情というものです。

 

 この発想で出てきた数こそ6.0×1023で、アボガドロ数と呼んでおり、この数だけ粒子があれば1mol(モル)と言うことになるし、物質1molの質量は原子量、分子量、式量にgをつけたものになります。

 

 

  物質量の単位は質量数12の炭素(12C)12gに含まれる炭素原子の数じゃないのか?と、お叱りを受けそうですが、この決め方は2019年に廃止になっていて、今では12Cはもう基準じゃなくなっています。

 

 そもそもアボガドロ定数(6.0×1023個/mol)は、分子量1の分子1g分の物質量を想定したものらしいから、炭素(12C)の話もない方がすっきりします。

 

 

 

 なぜか2025年の化学基礎の教科書でも質量数12の炭素(12C)12gの内容は健在ですが、高校化学は他の理科の科目と違って昭和の時代からほとんど内容が変わっているように思えないし、そろそろ大改訂したほうがいいじゃないかと感じます。

 

 最後は話がずれてしいましたが、この記事で赤点取らずに済む生徒がでてくれたらうれしいです。