物質を構成する原子の内部構造と化学結合2


授業内容の概略

  1. 導入
     
    1. 本日の内容
      1. 周期表と電子殻(復習も兼ねて)
        1. 周期と族
        2. 最外殻の電子数が原子の安定を決める
        3. 周期的に変わる原子の性質
      2. 化学結合
        1. 共有結合
        2. イオン結合
        3. 金属結合
        4. 水素結合
        5. 配位結合
      3. 電子の「波と粒子の二重性」
         
  2. 周期表と電子殻
     
    1. 周期表についての説明(教科書113ページ・OHP)
      1. 原子番号の順に元素を並べたもの(OHP 長周期と短周期)
        典型元素と遷移元素 金属と非金属
         
      2. 典型元素は最外殻の電子数に従って縦の列はならんでいる
        1. 原子内の電子配置(板書・OHP短周期)
          K(2), L(8), M(18), N(32)・・・・各殻内の電子数
          最外殻の電子配置が原子の化学的性質・イオン生成・分子生成にとって本質的に重要
          希ガスの電子配置をとろうとする・・・希ガスは化学的に安定(反応しにくい)
          Na → Na+ + e-  Cl +  e- → Cl-
          NaとCl2とを接触→NaCl(塩化ナトリウム/食塩)
          演示実験 2Na +2 H2O → 2Na+ + H2 +2OH-
        2. 縦の列では化学的性質が似ている(典型元素)(OHP長周期)
          1. イオン化エネルギー(OHP元素の周期律・OHPイオン化エネルギー)
            1. どうして周期的変化をするのか説明
          2. 原子半径
        3. ただし遷移元素では最外殻の電子数はほとんど変化なし(OHP 長周期)
          1. 後で詳細を述べる
          2. 周期表の縦同士より横同士の方が化学的性質が似ている
             
  3. 化学結合 〜原子から分子へ(OHP)
     
    1. 結合の違いについての概要
         
      1. 共有結合(板書)
        非金属原子同士の結合
        例:H2,N2,O2, H2O, NH3, CO2, グラファイト,ダイヤモンド
        1. 電子はどちらの親のもの?(OHP)
          1. 「共有」の意味
        2. 電子式で分子を表す(OHP短周期・板書)
          最外殻の電子に注目
          電子式で分子を表す
          こちらで解説→H2, HF, H2O, O2
          学生が演習 →NH3
          1. やはり希ガスの電子構造は安定
             
      2. イオン結合(板書)
        例:NaCl, MgCl2
        非金属原子と金属原子との結合
        1. イオン同士の結合(OHP)
          1. 共有結合との違い(OHP)
          2. 共有結合と水素結合の中間的なものもあり(HClガス,板書)
            時間が無い場合省略
        2. やはり希ガスの電子構造は安定
           
      3. 金属結合(板書)
        金属原子同士の結合
        例:Na, Au
        1. 原子1個1個が顕微鏡で見える時代(OHP)
        2. 自由電子(OHP)
        3. イオン結合物質は割れるが金属は簡単には割れない(OHP)
          1. 金属に展性(薄くひろげる)延性(のばす)がある理由
             
      4. 水素結合(例:水)(OHP)
        詳細は第10回でやる
         
      5. 配位結合
        配位子の非共有電子対を相手と共有。一種の共有結合。
         
    2. 電子の「波と粒子の二重性」
         
      1. 原子の惑星型モデルは本当に正しいのか
      2. 原子中の電子の惑星モデルの終焉(OHP)
      3. 光の性質 →波
        二重スリット干渉実験
        実は粒子でもある
      4. 電子の波としての性質
        電子を粒子と思っているが,実は「波」としての性質もあり
        1. 波と粒子の二重性(OHP)
          1. 電子も二重スリット実験で干渉作用を引き起こした
            1. 波として考えざるを得ない。しかし「粒子的」性質も確かにある。
    3. まとめ
       
    4. 確認課題

授業後の学生の感想から


確認テストからわかった学生が理解していないところ


授業後の反省


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