化学なアソビ？

こんにちは～　(*^_^*)/

 こんなんありました。

えれめんトランプ

• 出版社/メーカー: 化学同人
• 元素（エレメント）カード112枚と，素粒子カード28枚からなる，140枚のカードセットです。トランプやUNO^TMのようなルールで楽しく遊ぶことができ，自然に元素や周期表に親しむことができます。 えれめんトランプのカードの表面には，「一家に１枚周期表」のきれいな写真と解説が載っています。(化学同人ＨＰの紹介文より転載)
• 
  

 えれめんトランプ(化学同人)は

元素記号のトランプカードゲームですね。

元素(単体)の性質に合わせた組み合わせでこんな遊び方があるようですが、周期表を片手に見ながら、周期表を憶える役には立ちそう。化学同人から発売されている通り、発想がまんま化学屋さんです。

無機化学を勉強している皆さんなら、えれめんじゃんの代わりに反応するものの組み合わせ(Cu＋H,N,O＝銅は硝酸に溶ける・・・・とか、Ca,C,O＋H,Cl＝炭酸カルシウムは塩酸に溶ける・・・・とか)にするとか、昔のカードゲームみたいに自分なりにルールをアレンジするのも良いかも。

まぁ、勉強ではなく、あくまでお遊びですが、こんな気の抜き方もあるのでは・・・・と思いました。

受験生なら一度は考えるものの、コストその他で大手からの発売が見込めない学習ソフトの典型が、【化学DS】のアイディア。

--------------------------------------------------(以下引用)

１．化学模型機能
化学式を書くと、それに従う分子の模型や実際の結晶の写真を表示
化学情報のデータベースとして活用できる

２．分子作成
グラフィックソフトの要領で、スタンプなどのように原子を配置
すると、分子の種類を判定して分子模型や性質などを表示

３．実験シミュレータ
実験道具や薬品を使って、DS上で実験
薬品も、名前と量を指定すれば簡単に使えたり
実験の温度条件なども思いのまま
実験により結晶ができたり色が変わったりする様子も
気軽に試せるようにする

----------------------------------------------(以上引用終わり)

まんま動く参考書で、高校でのPC学習用に開発されると良いんですが・・・・ね。将来、高校の黒板が電子黒板になれば、こういったソフトが学校向けに制作されるでしょう。

ちなみに、動く分子模型のソフトは、Chem 3D をはじめ、いくつかあります。結晶模型のATOMSとともに、授業で使ったりしています。Chem 3D もATOMSも専門ソフトで高いので高校生の皆さんには不要です(研究用ソフトは高校生には性能過剰で使いこなせませんから・・・・)。学術用に無料公開されているソフトがありますから、それをダウンロードして使うと良いです。

-----------------------------------------------(以下「有機って面白いよね」より引用)

　１、ISIS Draw  (Windows 4.9MB /Macintosh 3.6MB )

    フリーソフトの構造式描画、分子モデル作成プログラム。ISIS Draw で作成した構造式はMOLDAやTINKERを利用すると分子モデルに変換できる。構造式描画としてもChemDraw等に劣らずなかなか使いやすい。

 

　２、MOLDA (Windows 2.97MB/Macintosh/UNIX)

    MOLDAは分子模型作成用プログラムで，分子座標フォーマットは， MOLDA, XMol, Chem3D およびPDBに対応しています。 MM2,MOPAC,Gaussian94,CHARMmやAmber4などの多様な分子科学計算の入力データの作成や出力データの読み込みにも対応しており，それらのデータからVRMLやPOV-Rayによる３次元グラフィックスも可能とする。また、MOLDA BeansはWindows,Mac,UNIXを問わず JavaVMを装備したいかなる機種のもとでも動作する。

 

　３、TINKER (MS-DOS等)

   TINKERは分子力学/分子動力学用のプログラム群。すなわちTINKERとは単一のプログラムではなく多くの比較的小さなプログラムの総称。 TINKERには44個のプログラムがあり、分子コンフォメーションの作成や、ゆらぎのシミュレーション、あるいは構造式から分子モデルを作成したりでき る。

 

　４、Chime（Windoows 2.0MB / Macintosh1.3MB）

    Internet ExplorerやNetScape等のブラウザでインターネット上に公開された、.molファイルを見るためのプラグインです。これがあれば、図２のよ うな３Ｄモデルも見ることができ、自由に回転したりすることもできます。分子を作成するためには必要ありませんが、重要なソフトです。

 

 

 

５、RasMol(Windows/Mac/その他)

 分子座標データを読み込んで、種々の様式で表示するための分子グラフィックソフトウェアです。上のオンライン上Chimeで表示されるようなグラフィックをオフラインで表示するソフトと考えるとわかりやすいでしょう。

--------------------------------------------------(以上引用終わり)

 Fierfoxユーザーの梧桐は、上記のいくつかのプラグインが使えませんでした。

||||||||||||||(*￣ﾛ￣)ｶﾞｰﾝ||||||||||||||||

 

 

 

 

動かして実感できる三次元原子の世界

• 作者: 奥 健夫
• 出版社/メーカー: 工業調査会
• 発売日: 2008/06
• メディア: 単行本
• 

  DVD－ROM付　パソコンで見る動く分子事典　Windows　Vista対応版 (ブルーバックス)

  • 作者: 本間 善夫
  • 出版社/メーカー: 講談社
  • 発売日: 2007/09/21
  • メディア: 新書

タグ：化学 カードゲーム

周期表とその憶え方(リンク集)

 こんにちは～　(*^_^*)/

いよいよ、C2JのⅠ期が開講しました

化学を始めるにあたって、まず周期表を憶えましょう。

まずは、元素と周期表に慣れ親しむと良いです。

例えば、高エネルギー加速器研究機構が制作したキッズサイエンスの周期表のページとか、梧桐お薦めの周期表(Japanese Periodic Table)ページ(ここはWikiにリンクしているので便利ですよ)とか、メラミンによる食品の汚染の検出などをしている化学メーカーのホームページの周期表(もっとも牛乳にメラミンを混入してあるのはMade in Chinaくらいですから、China Freeにすれば良いだけですが・・・・)とか、その元素を含有する鉱物の写真が表示される石と元素の周期表とか、 漢字一文字で元素を表した漢字周期表とか、３次元表現にこだわったエレメンタッチ周期表とか、３Ｄ周期表のページ(化学図録(図説,図表)などでも、イオン化エネルギーや電気陰性度が立体的に描かれていますが、本当に立体の周期表を手作りするのが、ここの凄いところです)とか、探してみると色々とあります。Wikimediaのさまざまな周期表には

立体版の「メンデレーエフの花」　とか、

円形版

WIRED NEWS 原文(English)　などもありますので、色々と印刷したり壁紙にして楽しんで下さい。ちなみに、内部遷移元素を組み込んだ拡張周期表・・・・ってのもあります。 iPhone用の周期表もありますね。

軌道などが分かるFlashで作られたとっても楽しい周期表のHP(周期表だけダウンロードする事も可能)もあります。

文部科学省の一家に１枚周期表のページでは、Ａ３やＡ２サイズ版がありＡ１のポスター版が売られています(化学同人)が、ファイルをダウンロードして自宅でＡ４とかＢ５の紙に印刷して、ルーズリーフに閉じておくとか、下敷きに挟むとかしても良いでしょう。

見るだけでなく、入試で使えるようにするには、周期表を覚える必要があります。「水兵リーベ･･･」だけでなく、縦に同族元素を覚える必要があります。無機化学で出題されるパターンとして、「アルカリ土類金属のCaやBaの反応は知っていますね。では、Raの反応も推測できますね」といった類のものがありますからね。

そこで、お薦めしたいのが、禁断の元素周期表のページです。色んな語呂合わせが充実しています。授業では、先祖代々の言い伝えや自分で考えた語呂や生徒諸君から提案してもらったもののうち、無難なものしか取り上げられません。

例えば、

１族なら・・・　推理無くルビーせしめたフランケン，推理無くルビーせしめてフランスへ，Hなリナちゃんクラブで腰ふる

２族なら・・・ ベットで待ってる彼女のスリッパ　バラ色

第４周期　３～12族なら・・・　スカイＴＶ黒い丸、徹夜で今夜も二度あえぐ

14族なら・・・　タン塩のゲロに沈んだパブ　　など

頭の不自由な人や発想の貧困な人たちによって言葉狩りにあう危険性が高いですから･･･。と、いうわけで、刺激的な覚え方をお探しの方はこちら(品位はかなり下がりますのでご了承下さい)へどうぞ。

 ま、とにかく周期表に慣れ親しんで、

　①　縦に族を覚える

　②　第４周期の遷移元素を横に覚える

ことを、まずはやって下さいね。

お薦め本

世界で一番美しい元素図鑑

• 作者: セオドア・グレイ
• 出版社/メーカー: 創元社
• 発売日: 2010/10/22
• メディア: 単行本

元素 (図解雑学)

• 作者: 富永 裕久
• 出版社/メーカー: ナツメ社
• 発売日: 2005/11
• メディア: 単行本

元素周期 萌えて覚える化学の基本

• 作者: スタジオハードデラックス
• 出版社/メーカー: PHP研究所
• 発売日: 2008/11/01
• メディア: 単行本（ソフトカバー）

元素111の新知識 第2版 (ブルーバックス)

• 作者:
• 出版社/メーカー: 講談社
• 発売日: 2009/01/21
• メディア: 新書

いまだから知りたい 元素と周期表の世界 (じっぴコンパクト新書)

• 作者: 京極 一樹
• 出版社/メーカー: 実業之日本社
• 発売日: 2010/08/27
• メディア: 新書

目で見る元素の世界―身のまわりの元素を調べよう (子供の科学サイエンスブックス)

• 作者:
• 出版社/メーカー: 誠文堂新光社
• 発売日: 2009/03
• メディア: 単行本

イラスト図解 元素

• 作者: 羽場 宏光
• 出版社/メーカー: 日東書院本社
• 発売日: 2010/04/26
• メディア: 単行本（ソフトカバー）

元素がわかる事典

• 作者: 宮村 一夫(監修)
• 出版社/メーカー: PHP研究所
• 発売日: 2009/12/16
• メディア: 単行本

完全図解周期表 第2版―ありとあらゆる「物質」の基礎がわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

• 作者:
• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
• 発売日: 2010/03
• メディア: 大型本

 

イオンと元素―化学の”カラクリ”がよくわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

• 作者:
• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
• 発売日: 2007/11
• メディア: 大型本

 

いまだから知りたい 元素と周期表の世界 (じっぴコンパクト新書)

• 作者: 京極 一樹
• 出版社/メーカー: 実業之日本社
• 発売日: 2010/08/27
• メディア: 新書

 

タグ：周期表

精錬と製錬

こんにちは~　(*^_^*)/

本日の入試問題より、電気分解でこんな空欄補充問題が・・・・

-------------------------------(東京農業大学2011年３月４日のⅢ)-----

　電解質の水溶液に電極を浸し、外部の電池に接続して電流を通じると・・・・(中略)････電気分解という。電気分解では、電源の負極と接続した電極を陰極、正極と接続した電極を陽極という。

　工業的には[　21　]、[　22　]などの金属は電気分解を用いて精製され、[　21　]の場合には電解精錬と呼ばれる。

　選択肢　①　陽イオン　　・・・・・　　　⑤　銅　　　　　⑥　アルミニウム　　　　　⑦　鉄　　　　　⑧　化学　　・・・・・

-------------------------------(以上)-----------------------

電気分解によって得られる金属の代表的なもの(高校教科書/化学Ⅰ的に)は、銅CuとアルミニウムAlでしょう。ここで、鉱物から金属を取り出す方法「冶金(やきん)」についてまとめておきましょう。

①　製錬 ＝ 鉱石から金属を取り出して精製･加工すること

②　精錬 ＝不純物を取り除いてより純度の高い状態にすること

　という訳で、電解精錬は、高校教科書では「銅の電解精錬」と登場しますね。 よって、[　21　]は⑤の銅と考えるのが妥当でしよう。アルミニウムをアルミナ(酸化アルミニウムAl2O3)を融解塩電解(熔融電解)するのは、鉱物から金属を取り出す「製錬」にあたることになります。従って、[　22　] は⑥となる筈(たぶん出題者の意図としては)ですが、本設問では⑦の鉄があるんですよねぇ。溶鉱炉でコークス(から生じた一酸化炭素CO)によって還元されてつくられる場合(製鉄)が多いですが、 電解鉄といって鉄塩水溶液の電気分解によって得られる高純度の鉄もありますから、[　22　]は⑦でも正解かと思われます。なお、「精製する」も「不純物を取り除く」の意味ですから、「製造する」または「得る」の方が適切な表現だと思います。

単に「セイレン」と言っても、字が違うと意味まで変わってくる(表意文字である漢字の威力ですねぇ)ので、注意しましょうね。

ついでに、金属がらみで皆さんのお役に立ちそうな本達をご紹介しますね。

<VISUAL ENGINEERING>カラー図解 鉄と鉄鋼がわかる本

• 作者: 新日本製鉄(株)
• 出版社/メーカー: 日本実業出版社
• 発売日: 2004/11/09
• メディア: 単行本

金属材料の最前線 (ブルーバックス)

• 作者:
• 出版社/メーカー: 講談社
• 発売日: 2009/07/22
• メディア: 新書

金属の科学 (図解雑学)

• 作者: 徳田 昌則
• 出版社/メーカー: ナツメ社
• 発売日: 2005/12
• メディア: 単行本

金属加工が一番わかる (しくみ図解)

• 作者: 井上 忠信
• 出版社/メーカー: 技術評論社
• 発売日: 2010/12/04
• メディア: 単行本（ソフトカバー）

透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス･アイ新書)

• 作者: 細野秀雄
• 出版社/メーカー: ソフトバンククリエイティブ
• 発売日: 2006/11/16
• メディア: 新書

「金属」のキホン (イチバンやさしい理工系)

• 作者: 田中 和明
• 出版社/メーカー: ソフトバンククリエイティブ
• 発売日: 2010/10/27
• メディア: 単行本

へんな金属 すごい金属 ~ふしぎな能力をもった金属たち~ (知りたい!サイエンス 60)

• 作者: 齋藤 勝裕
• 出版社/メーカー: 技術評論社
• 発売日: 2009/06/26
• メディア: 単行本（ソフトカバー）

金属は人体になぜ必要か (ブルーバックス)

• 作者: 桜井 弘
• 出版社/メーカー: 講談社
• 発売日: 1996/06/20
• メディア: 新書

金属のおはなし (おはなし科学・技術シリーズ)

• 作者: 大澤 直
• 出版社/メーカー: 日本規格協会
• 発売日: 2006/01
• メディア: 単行本

脂肪族エステルの構造決定(2011年２月15日明治大学農学部)

こんにちは～(*^_^*)/

昨日の明治大学農学部でエステルの構造決定が出題されたので、ピックアップしますね。

ちなみに、明治は選択肢(ここでは[25]と[26])と記述(ここでは[103])の混成問題を出します。

まず、(4)の「炭酸水素ナトリウム水溶液を加えたところ中和反応が起こり，炭酸ガスと塩を生じた」の記述より、化合物(ウ)がカルボン酸であることが分かります。「炭酸水素ナトリウム水溶液に発泡して溶ける」は、炭酸H₂CO₃より強い酸であるカルボン酸R-COOHによる追い出し(炭酸の遊離)を示す重要なキーワードです。ここから、化合物(イ)がカルボン酸(ウ)のエタノールエステルであることが分かります。

次いで、(5)の元素の定量分析(燃焼実験)の結果、二酸化炭素CO₂(分子量44)264mg＝6mmol，水H₂O(分子量18)108mg＝6mmolと燃焼に必要な酸素O₂8mmolより、カルボン酸(ウ)の分子式がC₆H₁₂O₂と求まります。

最後に(7)より、カルボン酸(ウ)が脂肪酸(直鎖＝炭化水素基に分岐無し，モノカルボン酸=カルボキシ基-COOHは１つのみ)のカプロン酸だと分かります。よって、エステル(イ)は、カプロン酸エチルCH₃(CH₂)₄COOC₂H₅だと決定します。

構造決定の練習は、数をこなして、パターンな問題だけでなく、変則的な非パターンな問題も速やかに解けるよう訓練しましょうね。

ちなみに、清酒のうち吟醸酒では、酵母にとって厳しい条件(① 高度精白米-精米歩合60%以下（精白度40%以上）の精白した米を使うことで酵母に対する栄養分をわざと不足させる)(② 低温でゆっくり発酵させる)で発酵させ、その過程で数多く の高級アルコールを生成させることにより、デリシャスリンゴやバナナのような果物香を持ったエステルを造らせるのだそうです。なお、お酒の芳香には上立ち香(うわだちか)，基調香，含み香の３つがあるとか。

もちろん、未成年はお酒を飲むことを法律で禁止されていますよ。

 

タグ：構造決定 エステル

希硝酸と濃硝酸の反応

こんにちは～　(*^_^*)/

今回は、入試問題で硝酸の酸化力についておもしろい記述を見つけたので、取り上げてみましょう。

硝酸の反応ですね。一般に希硝酸では無色の一酸化窒素NOが発生し、濃硝酸では赤褐色の二酸化窒素NO₂が発生すると言われています。なぜ、濃度によって生成物に違いが出るのか、色々と意見の分かれるところですが、明治大学はこのように出題しています。

(2011年２月15日-明治大学農学部)

要するに、

①　硝酸を還元すると一酸化窒素と二酸化窒素の両方が生成する。

②　希硝酸では、発生したNO2は希硝酸中の水に吸収されるため、残った一酸化窒素NOが発生する。
　　濃硝酸では、一酸化窒素NOは濃硝酸によって酸化されて二酸化窒素NO2になる。

ということですね。 ちなみに、(式４)は、オストワルト法(アンモニア酸化法)の第３段階(二酸化窒素を熱水に吸収させる反応)と同じです。25℃では、硝酸の濃度が約９mol/L未満の時はNOが多く，約９mol/Lを超えるときにはNO2がより多く発生するとのことです。

なお、二酸化窒素を冷水に溶かすと 2NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂ の反応で亜硝酸が生成します。

いよいよ、受験学年への進級です。必要十分な知識，しっかりした理解，卓越した処理能力　の３点セットを身につけるのが受験勉強です。化学は独習ではなかなかうまくいきません。しっかりとしたコーチに個別なり集団なりで、徹底的に指導して貰いましょう。

タグ：硝酸 二酸化窒素 一酸化窒素

セラミックスとインプラント

こんにちは～　(*^_^*)/

先日、インプラントの手術をしました。 正確にはデンタルインプラント(人工の歯根)です。実際に使用したのが、下の写真(左)で、ノーベルバイオケアの製品を使用しました。写真(右)は、顎骨(写真内の白い部分)にインプラントを埋め込んでいる手術風景です。オールセラミックスの商品で、金属アレルギーの心配が無く、生体親和性が高いとされています。セラミックスとは基本成分が金属酸化物となる高温で焼き固めた焼結体(陶磁器もセラミックスの一種)のことです。

手術は日帰り。

まず、

術前(術後)投薬としてオゼックス(ニューキノロン系抗菌剤)，フルカム(鎮痛剤) ，ロルカム(鎮痛剤)，ホリゾン(睡眠薬)を服用します。オゼックスは、下記の構造を持つペニシリン体制肺炎菌や性感染病のクラミジアの治療にも使われる抗菌剤で、構造式に窒素Nを含む環状構造を持っています。炭素C以外の元素(ここでは窒素N)を含む環状構造を持つ化合物を、複素環式化合物といいます。生命と物質で出題される必須アミノ酸の芳香族アミノ酸トリプトファンも、インドール構造を持つ複素環式化合物の一種です。

感染症の予防のために、含嗽薬(嗽＝くちすすぐ)にて手術前に口内をしっかりと漱ぎます。含嗽薬としてネオステリングリーンうがい薬0.2%を使いましたが、抜歯などの外科処置後に歯科で良く処方される含嗽薬ですね。薬用成分は、以下のベンゼン環を二つ持つベンゼトニウム塩化物です。

コンクールF　薬用マウスウオッシュ(100ml)※5,250円(税込)以上で送料無料※

• ショップ: イオス　ビューティーショップ
• 価格: 1,050 円
• ちなみに、市販薬としては、歯周病菌に効果があるというグルコン酸クロルヘキシジンの入っているConCooL(コンクールF)がお薦めのようです。梧桐は秋葉原の献血ルームで貰いましたが、プラークを除去する効果もあるそうです。

御礼★2010ショップオブザイヤー★【ランキング入賞商品】薬用マウスウォッシュ！★2/17限定★【タイムセール】【送料無料】ウエルテック コンクールF 100ml×12本（医薬部外品）【smtb-k】【w3】

• ショップ: お口の専門店
• 価格: 8,780 円
• こっちが大人買いでお買い得なセットですね。ただし、これは出血の多いところでは殺菌作用が弱まるそうですから、ネオステリングリーンうがい薬を歯科で処方してもらって炎症が引くまでそれを使用し、炎症が引いてからるConCooL(コンクールF)を使うのが良いようです。

 

さて、

術中に使用したものですが、口腔外消毒に逆性石けんの塩化ベンザルコニウム溶液の0.1%と0.01%オスバン液，笑気麻酔として50%の亜酸化窒素(一酸化二窒素)，麻酔はキシロカインを使用しました。逆性石けんは陰イオンになる脂肪酸系のセッケンに対して、陽イオンになる界面活性剤の通称で、殺菌作用が強く、薬用石けんやトローチなどにも使われています。

手指の殺菌・消毒剤（新発売）タケダ　オスバンラビングA　400ml【第3類医薬品】

• ショップ: ミルキー薬局
• 価格: 1,280 円

キレイキレイやミューズにも入っていますよね。ちなみに、シャンプーにも第四アンモニウム塩として入っています。

なお、笑気を吸って気持ちよくなり笑い出し・・・・なんてことは、ありませんでした。ま、恐怖心を取り去って穏やかに手術に迎えるように術前30分にホリゾン(睡眠薬)を飲むんですから、当然と言えば当然ですが・・・・

手術直後に授業がありましたが、心配していた痛みもほとんど無く、また術後の腫れも酷くなく、通常通り授業を行いました。

タグ：インプラント

新たなる周期表 発見

こんにちは～　(*^_^*)/

新たな周期表を発見したのでリンクしますね

118版元素まで掲載されている周期表(各元素はwikiへリンク)

この周期表の素晴らしいところは、族番号をクリックすると、「選択した族」のwikiが開くこと，

中央上部の分類の部分にカーソルを置くと、そのグループだけが着色されて表示されること，

右上部のレバーを左右に動かすと、各温度(レバーで温度を決める)における単体の状態(固体，液体，気体)が色分けされて表示されること

など、盛りだくさんです。皆さんも是非リンクを張って、ことある毎に活用しましょう

ついでに、周期表関連の推薦図書を以下に掲載します。

完全図解周期表 第2版―ありとあらゆる「物質」の基礎がわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

• 作者:
• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
• 発売日: 2010/03
• メディア: 大型本

宇宙で一番美しい周期表入門 (青春新書インテリジェンス)

• 作者: 小谷 太郎
• 出版社/メーカー: 青春出版社
• 発売日: 2007/12/04
• メディア: 新書

視覚でとらえるフォトサイエンス化学図録 改訂版

• 作者:
• 出版社/メーカー: 数研出版
• 発売日: 2007/02/01
• メディア: 大型本

周期表を図にすると

• 作者: 前 義治
• 出版社/メーカー: ブイツーソリューション
• 発売日: 2010/05/01
• メディア: 単行本

イオンと元素―化学の”カラクリ”がよくわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

• 作者:
• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
• 発売日: 2007/11
• メディア: 大型本

元素 (図解雑学)

• 作者: 富永 裕久
• 出版社/メーカー: ナツメ社
• 発売日: 2005/11
• メディア: 単行本

考察 立体周期律表―音階律の立体化

• 作者: 木村 信夫
• 出版社/メーカー: 東京図書出版会
• 発売日: 2004/03
• メディア: 単行本

視覚でとらえるフォトサイエンス物理図録

• 作者:
• 出版社/メーカー: 数研出版
• 発売日: 2007/02/01
• メディア: 大型本

 

タグ：周期表 C2J

生物の元素組成 と 無敵のクマムシ

こんにちは～　(*^_^*)/

大学入試センター試験(旧 共通一次試験)で、「宇宙( 太陽系) ，地殻，人体の元素の存在比(質量百分率(%))」についての問題(1990年)が出題されています。

１． 宇宙の元素の存在比

宇宙の元素組成などを研究する学問は宇宙化学とよばれる。元素は陽子の数、つまり原子番号によって決まる原子の種類だが、理科年表に掲載されている太陽系の元素組成の表(下図)は(原子の質量数＝陽子の数＋中性子の数)に対して示されている(質量数で示しているのは、個々の元素合成過程がより明確になる場合が多いとの判断らしい)。

縦軸は対数目盛であることに注意してくださいね。ひと目盛りで10倍つまり１桁ずつ増加しています。ここから、水素HとヘリウムHeの存在比が著しく大きいことが一目で分かりますね。

図 　太陽系の元素組成

※ 図の組成は、太陽表面から届く光を分光分析したり、地球に落下した隕石を分析するなどして測定されたものです。

２．地殻の組成

古くは、クラーク数(地球上の地表付近－地表部付近から海水面下10マイルまでの岩石圏（重量パーセントで93.06%を占める），水圏（同 じく6.91%），気圏（同じく0.03%）の3つの領域－に存在する元素の割合を火成岩の化学分析結果に基いて推定した結果を質量パーセントで表したもの)があります。覚え方は「おっしゃるてカルナ借ります」。最新の研究では、クラーク数とは異なる存在比が得られている為、入試では順番のみが出題されます。O＞Si＞Al＞Fe ですね。

３．生物の元素組成

生物が海から誕生したというのは、多くの人が知っています。海水の組成は、こんな感じですね。

体の元素組成は海水に似ている、といわれています。

【表】人体中の元素濃度

［桜井 弘 ： 化学と教育 48、459-463（2000）］

棒グラフで比較すると、確かに似ていますね。

【図】地殻、人体、人血漿および海水中の元素濃度

［桜井 弘、廣村 信 ： 現代化学2001年３月号、44-51］

ちなみに、猛毒として知られるヒ素なども、ごく微量の必須栄養素として体内に存在しているそうですよ。

生命元素事典 (OHM BIO SCIENCE BOOKS)

• 作者:
• 出版社/メーカー: オーム社
• 発売日: 2006/03
• メディア: 単行本
• 生物に含まれる元素の役割がまとめられています。意外な元素が意外な役割を担っていることに、皆さんはきっと驚くことでしょう。
  

微量元素の世界 (ポピュラーサイエンス)

• 作者: 木村 優
• 出版社/メーカー: 裳華房
• 発売日: 1990/07
• メディア: 単行本
• 存在比が低いために知られざる微量元素の性質などについてまとめられています。
  

さて、微量元素はさておき、生体内でもっとも存在比が大きい元素は、酸素O＞炭素C＞水素Hの順になります。炭素Cは三大栄養素の炭水化物(糖類)，蛋白質，脂肪(脂質)の骨格ですから多いのはあたりまえですが、酸素Oと水素Hはなぜ多いのでしょうか？

それは、生命体の質量の６～８割は水H2Oだからです。水無しでは、私たちは生きていけませんよね。いや、人間どころか、強い生命力でよく知られているゴキブリだって、体内の水分を失えば死んでしまいます。

ところが、世界は広いモノで、水分を失っても死なない生物が居るんですね。それが、「緩歩動物のクマムシ」です。 

まんがサイエンス (6) (ノーラコミックスDELUXE)

• 作者: あさり よしとお
• 出 版社/メーカー: 学研
• 発売日: 1998/03
• メディア: コミック
• この本で初めて「クマムシ」という生物が居ることを知りました。小学生向けに書かれた本ですが、扱っている分野が幅広く大人でも楽しめる内容です。受験生でも役に立つような知識も載っていますよ。

で、この「クマムシ」のゲノムが解読されたという記事がありましたので引用します。

 【科学】最強の生物　クマムシの謎に迫る　ゲノム解読し本格分析へ(産経新聞)

東大大学院の国枝武和助教（極限生物学）の研究室。ゲノム（全遺伝情報）の解読に使ったのは、札幌市内の路上の乾燥したコケから採取した「ヨコヅナクマムシ」。約１万５千個の遺伝子を他の生物 と比較した結果、約８割は固有の新規遺伝子と分かった。国枝助教らは、乾燥耐性に関係している可能性があるいくつかのタンパク質を発見。ゲノム情報と合わせて、その性質を詳しく調べている。乾燥に耐える仕組みが分かれば、現在は凍結保存している細胞などの生体試料 を、より簡便で低コストの乾燥状態で保存できる可能性がある。国枝助教は「乾眠からの復活過程を調べることで、『生命とは何か』という根本的な疑問にも迫 りたい」と話す。

------------------------------------------------------(記事より抜粋)

ちなみに、「クマムシ」はこんな感じで動いてます。確かに「熊」っぽい

 

クマムシのように乾燥に耐え抜く動物には、生体分子の保護作用があるトレハロースという糖を大量に合成して蓄えるネムリユスリカの幼虫などが知られています。しかし、クマムシはトレハロースは使いません。「乾眠」と呼ばれる仮死状態に入ることによって、乾燥に耐えるのです。水分を失うと体が「たる」のような形に収縮し、水を与えると蘇生（そせい）して動き出すのです。以下は「クマムシ」が「たる(クリプトビオシス)」になる様子です。

 

この「たる(クリプトビオシス)」乾眠状態のクマムシは、１５１度の高温や絶対零度の低温にも絶え、深海底より高圧(マリアナ海溝の水深１万メートルでも千気圧)の７万５千気圧でも生き延びるのです。もっとも、長期間の「乾眠」から蘇生した後に「乾眠」前と同じような「正常」状態に戻るかというと、微妙なようですが････

クマムシ?!―小さな怪物 (岩波 科学ライブラリー)

• 作者: 鈴木 忠
• 出版社/ メーカー: 岩波書店
• 発売日: 2006/08
• メディア: 単行本

 興味のある方は、こんな「クマムシのＨＰ」がありましたので、行ってみてくださいね。

 宇宙科学でも、真空や強い放射線などに絶えるクマムシは注目の的です。欧州宇宙機関（ＥＳＡ）は２００７年、乾眠状態のクマムシを人工衛星に載せ、宇宙空間に１０日間さらしても死なないことを確認しました。米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）では、火星で生存できるか研究されているそうですよ。

 

 

 

 

シンカのかたち 進化で読み解くふしぎな生き物

• 作者: 北海道大学CoSTEPサイエンスライターズ
• 出版社/メーカー: 技術評論社
• 発売日: 2007/03/29
• メディア: 単行本（ソフトカバー）

 
■ クマムシの生態

陸上性の種の多くは蘚苔類などの隙間におり、半ば水中的な環境で生活している。樹上や枝先のコケなどにもすんでいる。これらの乾燥しやすい環境のものは、乾燥時には後述のクリプトビオシスの状態で耐え、水分が得られたときのみ生活していると考えられる。(記事より引用)

 

タグ：元素組成 C2J

元素と単体の区別ができますか？

こんにちは～　(*^_^*)/

 センター試験で頻出の問題に、元素と単体を区別するものがあります。

元素とは物質の成分としての原子の種類を表す言葉で、英語ではまんまelementと言います。
例えば、「水は水素と酸素でできている」と言うとき、水素も酸素も水の成分(水分子を構成するのは水素原子と酸素原子)なので、この場合は元素を指していると考えます。

それに対して単体は１種類の元素からなる純物質のことです。
純物質は１つの化学式で表現できる、混じりっ気のないpureな物質で、身近(とは言い難いけど)なところでは、半導体の洗浄や化学の実験で使われる純水があります。水道水は塩素や何やかんやと不純物を含むため電気を導きますが、純水は電気を導かないので純水中では携帯だって使えます。水道水の中だったら、一発でショートしてアウトですね。さて、単体はモノでから、例えば「鉄が海水に触れると錆びる」と言うとき、鉄は物質としての鉄の塊のことを指しますから、この場合は単体と言う事になります。

では、確認の為に以下の練習問題にチャレンジしてみましょう。

元素名と単体名とは同じものが多い。次の記述①～⑭の下線部が，単体でなく，元素の意味に用いられているものをすべ
て選びなさい。(下線部をクリックするとwikiの「元素」か「単体」の正解の方へ飛びます)
① 　牛乳にはカルシウムが豊富に含まれている。　　　　　② 　赤錆は鉄が酸素と反応してできる。
③ 　海水中には膨大な量のナトリウムが含まれている。  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④ 　地殻全体の質量の約46%は酸素である。
⑤ 　塩素は食品の殺菌消毒に用いられる。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑥　アルミニウムはボーキサイトを原料としてつくられる。
⑦　競技の優勝者に金のメダルが与えられた。　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑧　水を電気分解すると酸素と水素が発生する。
⑨　負傷者が酸素吸入を受けながら，救急車で運ばれていった。
⑩　カルシウムは歯や骨に多く含まれている。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑪　ダイヤモンドと黒鉛は、ともに炭素の同素体である。
⑫　水素と酸素を燃やすと水ができる。 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑬　二酸化炭素は、酸素と炭素からできている。
⑭　アドバルーンの中には、ヘリウムが入っている。

センター試験でかなりの頻度で出題されるので、よく練習しておいて下さいね。

　ビジュアル周期表　 英国王立化学会のＨＰです。笑えます。

　周期表の覚え方　　梧桐が先祖代々語り継がれてきた覚え方もいくつかあります。

ちなみに、支那語とハングルで元素名を表記した面白いＨＰがありましたので、リンクしておきますね。一覧はこちら。 他にはこんなＨＰも。

元素関連のお薦め本

完全図解周期表 第2版―ありとあらゆる「物質」の基礎がわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

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• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
• 発売日: 2010/03
• メディア: 大型本

イオンと元素―化学の”カラクリ”がよくわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

• 作者:
• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
• 発売日: 2007/11
• メディア: 大型本

タグ：元素 C2J 単体

周期表を覚えよう

 こんにちは～　(*^_^*)/

地球温暖化とは裏腹に、４月に入ってからも雪が降るようなお寒い日々が続いています

体調を崩してお休みする方も出ていますので、くれぐれも健康には気をつけて下さいませ。

 さて、

化学初心者の皆さんに、ぜひ覚えて頂きたいのは周期表です。

まずは、元素に慣れ親しむことです。いくつかのHPをご紹介します。

 Flashで作られたとっても楽しい周期表のHPです。周期表だけダウンロードする事も可能です。

文部科学省の一家に１枚周期表のページです。Ａ２サイズ版もありますので、ダウンロードしてカラーでプリントアウトして部屋に貼っておくと良いでしょう。ポスターも有償で売られていますが、自宅にカラープリンターがあるなら、それで印刷すれば十分です。Ａ４とかＢ５の紙に印刷して、ルーズリーフに閉じておくとか、下敷きに挟むとか、とにかく身の回りに周期表を置いておいて欲しいですね。(東急ハンズとかでＴシャツにプリントしてもらうのも良いかも･･･)

３Ｄ周期表のページです。工作で、立体的な周期表をつくってみたい人は、ぜひ覗いてみましょう。化学図録(図説,図表)などでも、イオン化エネルギーや電気陰性度が立体的に描かれていますが、本当に立体の周期表を手作りするのが、ここの凄いところです。

見るだけでなく、入試で使えるようにするには、周期表を覚える必要があります。「水兵リーベ･･･」だけでなく、縦に同族元素を覚える必要があります。無機化学で出題されるパターンとして、「アルカリ土類金属のCaやBaの反応は知っていますね。では、Raの反応も推測できますね」といった類のものがありますからね。

そこで、お薦めしたいのが、禁断の元素周期表のページです。色んな語呂合わせが充実しています。授業では、先祖代々の言い伝えや自分で考えたゴロや生徒諸君から提案してもらったもののうち、無難なものしか取り上げられません。頭の不自由な人や発想の貧困な人たちによって言葉狩りにあう危険性が高いですから･･･。と、いうわけで、刺激的な覚え方をお探しの方はこちら(品位はかなり下がりますのでご了承下さい)へどうぞ。

 ま、とにかく周期表に慣れ親しんで、

　①　縦に族を覚える

　②　第４周期の遷移元素を横に覚える

ことを、まずはやって下さいね。

お薦め本

完全図解周期表 第2版―ありとあらゆる「物質」の基礎がわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

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• 出版社/メーカー: ニュートンプレス
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イオンと元素―化学の”カラクリ”がよくわかる (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ)

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タグ：C2J 周期表