グレード11
  1. 化学の基本概念  1.1. 化学の重要性  1.2. 化学の性質と範囲  1.3. 化学結合の法則  1.3.1. 質量保存の法則  1.3.2. 定比例の法則  1.3.3. 倍数比例の法則  1.3.4. 気体の体積法則  1.3.5. アボガドロの法則  1.4. ドルトンの原子論  1.5. モル概念とモル質量  1.6. 質量百分率  1.7. 経験式と分子式  1.8. Stoichiometry and Stoichiometric Calculations  1.9. 制限試薬の概念
  2. 原子の構造  2.1. Discovery of the electron, proton, and neutron  2.2. 原子モデル  2.2.1. トムソンのモデル  2.2.2. ラザフォードモデル  2.2.3. ボーアモデル  2.3. 原子の量子力学モデル  2.4. 物質と放射の二重性  2.5. ハイゼンベルクの不確定性原理  2.6. 量子数  2.7. 原子軌道とその形状  2.8. 元素の電子配置  2.9. Aufbau principle  2.10. パウリの排他原理  2.11. フントの最大多重度の法則  2.12. de Broglie's hypothesis  2.13. 光電効果
  3. 元素の分類と性質の周期性  3.1. 周期表の歴史的発展  3.2. 現代の周期律と周期表  3.3. 性質の周期的な傾向  3.3.1. 原子半径とイオン半径  3.3.2. イオン化エンタルピー  3.3.3. 電子親和力  3.3.4. 電気陰性度  3.3.5. 原子価  3.3.6. 金属および非金属の特性  3.3.7. 酸化状態  3.4. 最初の元素の異常な特性
  4. 化学結合と分子構造  4.1. ケッセル・ルイスの化学結合アプローチ  4.2. イオン結合または電気価結合  4.3. 共有結合とその特徴  4.4. ボンドパラメータ  4.5. VSEPR理論  4.6. 結合価理論  4.7. 混成とその種類  4.8. 分子軌道理論  4.8.1. 結合次数と安定性  4.9. 水素結合
  5. 物質の状態  5.1. 分子間力  5.2. ガス法則  5.2.1. ボイルの法則  5.2.2. シャルルの法則  5.2.3. アボガドロの法則  5.2.4. ドルトンの部分圧の法則  5.2.5. グラハムの拡散の法則  5.3. 理想気体の方程式とその応用  5.4. 実在気体と理想的な挙動からの逸脱  5.5. 気体の運動分子理論  5.6. ガスの液化  5.7. 液体の特性  5.8. 表面張力と粘度
  6. 熱力学  6.1. システムと環境  6.2. 熱力学のシステムの種類  6.3. 手続きの種類  6.4. 熱力学第一法則  6.5. 内部エネルギーとエンタルピー  6.6. 熱容量と比熱  6.7. ヘスの法則（一定熱量の総和の法則）  6.8. 結合解離エンタルピー  6.9. 生成エンタルピーと燃焼エンタルピー  6.10. 溶解熱と中和熱  6.11. 自発性と熱力学第二法則  6.12. ギブス自由エネルギーとその応用
  7. バランス  7.1. 均衡の概念  7.2. 平衡定数とその応用  7.3. ル・シャトリエの原理  7.4. 溶液中のイオン平衡  7.5. 酸と塩基の理論  7.5.1. Arrhenius concept  7.5.2. ブレンステッド・ローリーの概念  7.5.3. ルイス概念  7.6. pHスケールとpOH  7.7. 共通イオン効果  7.8. 塩の加水分解  7.9. 緩衝溶液とその作用機構  7.10. ほとんど溶けない塩の溶解平衡
  8. 酸化還元反応  8.1. 酸化と還元の概念  8.2. 酸化数とその応用  8.3. 電子移動による酸化還元反応  8.4. 酸化数法とイオン電子法による酸化還元反応のバランス調整  8.5. 酸化還元反応の種類  8.6. 電気化学電池と酸化還元反応
  9. 水素  9.1. 周期表における水素の位置  9.2. 水素の同位体  9.3. 水素の調製  9.4. 水素の特性  9.5. 水素化物とその分類  9.6. 水と重水  9.7. 過酸化水素とその特性  9.8. 水素とその化合物の用途
  10. Sブロック元素（アルカリ金属およびアルカリ土類金属）  10.1. 第1族元素 - 性質と傾向  10.2. 第2族元素 - 性質と傾向  10.3. Unusual properties of lithium and beryllium  10.4. ナトリウムの重要な化合物とその用途  10.5. マグネシウムとカルシウムの重要な化合物
  11. いくつかのpブロック元素  11.1. pブロック元素の一般的な紹介  11.2. Group 13 Elements  11.2.1. ホウ素とその化合物  11.3. 第14族元素  11.3.1. 炭素とその同素体  11.3.2. 炭素とシリコンの重要化合物
  12. 有機化学 - 基本原理と技術  12.1. 有機化合物の分類と命名法  12.2. 有機化合物の構造表現  12.3. 有機反応の分類  12.4. 有機化学における電子効果  12.4.1. 誘導効果  12.4.2. 共鳴効果  12.4.3. ヒペルコンジュゲーション  12.5. 反応機構と中間種  12.6. 有機化合物の精製と定性分析
  13. 炭化水素  13.1. 炭化水素  13.1.1. Preparation and Properties of Alkenes  13.2. アルケン  13.2.1. アルケンの製造と特性  13.2.2. 求電子付加反応  13.3. アルキン  13.3.1. アルキンの合成と特性  13.4. 芳香族炭化水素  13.4.1. ベンゼンの構造と特性  13.4.2. ベンゼンの求電子置換反応
  14. 環境化学  14.1. 環境汚染  14.2. 大気汚染と温室効果  14.3. 水の汚染と処理方法  14.4. 土壌汚染とその影響  14.5. 産業廃棄物とその処理  14.6. 汚染制御の戦略

グレード11 → 化学の基本概念 → 化学結合の法則 ↓


定比例の法則


定比例の法則、または一定組成の法則は、化学における基本原則であり、フランスの化学者ジョセフ・プルーストによって1797年に初めて明示されました。この法則は、化合物はその供給源やサンプルの大きさに関係なく、その成分元素を一定の質量比で含むことを述べています。簡単に言うと、化合物の純粋なサンプルはすべて、同じ元素が同じ重量比で構成されています。

法則の理解

この法則をよりよく理解するために、例を用いて説明しましょう。化合物である水 (H2O) を考えてみます。水は水素と酸素で構成されています。定比例の法則によれば、純粋な水のすべてのサンプルは常に水素と酸素の比率が同じであり、それは質量で約2:16または1:8です。これは、任意の量の水において、酸素の質量は常に水素の質量の8倍になることを意味します。

H2O: 
    2 部分の水素 
+ 16 部分の酸素,
  = 18 部分の H2O

川、海、雨水、または実験室で蒸留されたものであっても、どこで水のサンプルを取っても、それが純粋な水である限り、酸素と水素の質量比は常に1:8になります。この一貫性が定比例の法則によって保証されています。

理論的基礎と重要性

定比例の法則は、化学における化学式と化学量論の概念の基礎を築きました。ジョセフ・プルーストの研究以前は、元素が任意の比率で結合できるかどうかについて化学者の間で議論がありました。プルーストの実験は、特定の化合物が一定の質量比で結びついていることを示しました。

この発見は原子理論の発展において重要な役割を果たしました。それは、物質が原子で構成され、特定の方法で結びついて化合物を形成することを確認しました。もし原子が均一な質量を持つ微小な粒子であるならば、それらが固定された整数比で結合するのは論理的です。この洞察は、今日使用されている化学式に繋がりました。CO2のような式は、二酸化炭素を形成するために結合する炭素および酸素原子の特定の比率を反映しています。

固定比率の例

塩化ナトリウム

塩化ナトリウム、一般に食塩として知られているものも例の一つです。塩化ナトリウムの化学式はNaClで、ナトリウム (Na) と塩素 (Cl) の原子が1:1の比率にあることを示しており、それは質量比で約23:35.5に相当します。したがって、すべての塩化ナトリウムのサンプルにおいて、ナトリウムの質量と塩素の質量の比率は常に約23:35.5であることになります。

塩化ナトリウム: 
    23 部分のナトリウム 
+ 35.5 部分の塩素,
   = 58.5 部分の NaCl

どこで塩を入手しても、純粋な塩化ナトリウムである限り、この質量比は一定しています。

二酸化炭素

広く知られている温室効果ガスである二酸化炭素もこの規則に従います。その化学式はCO2で、これは一つの炭素原子と二つの酸素原子の比率を特定します。質量で言うと、これは約12部分の炭素と32部分の酸素に相当し、合計44部分になります。したがって、二酸化炭素が形成されるたびに、その質量比は一定です。

CO2: 
    12 部分の炭素 
+ 32 部分の酸素,
  = 44 部分の CO2

シンプルなアナロジーで比率を視覚化する

この概念をよりよく理解するために、果物のサラダの単純な例を使いましょう。りんご2部分とバナナ1部分を使って果物のサラダを作るとします。サラダの大きさがどれほど小さくても大きくても、りんごとバナナの比率が一定である限り、サラダの味と食感は変わりません。同様に、定比例の法則は、化合物がどれほど大量に使用されても、元素の組成が一定であることを保証します。

SVGによるビジュアル化の例: 水分子構造

以下に示す水分子のイラストは、水素と酸素の原子が安定した2:1の比率で配置されています。


    
    
    
    
    
    O
    H
    H

法則の挑戦と例外

定比例の法則は広く適用されますが、いくつかの例外と関連する課題があります:

  • 非化学量論的化合物: 一部の化合物、特に金属酸化物は可変の組成を持つことができます。例えば、酸化鉄はその形成方法と条件に応じてFeO、Fe2O3などとして存在することがあります。
  • 同位体変動: 元素の異なる同位体が質量比を変える可能性があり、元素の比は一定のままとなります。
  • 不純物: 実際のシナリオでは、不純物が観察された質量構造に影響を及ぼすことがありますが、それは化合物が純化されている限り起こりません。

結論

定比例の法則は化学科学の基礎であり、化学反応と化合物形成を理解するために不可欠です。それは、あらゆる化学物質の元素組成が一貫し予測可能であることを確認し、化合物を簡潔に説明するための化学式を使用する能力に貢献します。この法則は原子理論を支持するだけでなく、化学分析と合成における一貫性と信頼性を提供し、科学的発見と産業用途で不可欠な存在となっています。

非化学量論的化合物や同位体変動のためにこの規則の例外が存在することがあるものの、この原則は古典的な化学とその教育における中心的な役割を果たし、分子化学およびその先の高度な理解への架け橋となっています。


グレード11 → 1.3.2


U
username
0%
完了時間 グレード11

← 前 (1.3.1)
質量保存の法則
次 (1.3.3) →
倍数比例の法則

コメント 



定比例の法則

https://www.chemistryelite.com/g11/1.3.2?ceal=ja