学部生
  1. 一般化学  1.1. 化学の紹介  1.2. 原子構造  1.2.1. サブアトム粒子  1.2.2. 原子モデル  1.2.3. 量子数  1.2.4. 電子配置  1.2.5. 周期的傾向  1.2.6. 同位体とその応用  1.3. 化学結合  1.3.1. イオン結合  1.3.2. 共有結合  1.3.3. 金属結合  1.3.4. 混成  1.3.5. 分子構造とVSEPR理論  1.3.6. 結合の極性と双極子モーメント  1.4. 化学量論  1.4.1. モルの概念  1.4.2. 経験式と分子式  1.4.3. 制限試薬と過剰試薬  1.4.4. 収率と純度のパーセンテージ  1.4.5. 希釈計算  1.5. 物質の状態  1.5.1. 気体法則  1.5.2. 物質と分子間力  1.5.3. 固体と結晶構造  1.5.4. 状態図  1.5.5. プラズマと臨界流体  1.6. Chemical reactions  1.6.1. 化学反応の種類  1.6.2. 化学方程式のバランス  1.6.3. 熱化学反応  1.6.4. 反応エネルギープロフィール  1.7. Solutions and Mixtures  1.7.1. 濃度単位  1.7.2. 症状の特性  1.7.3. 溶解度と溶解度規則  1.7.4. ヘンリーの法則とラウールの法則  1.7.5. 分配係数  1.8. 化学平衡  1.8.1. 質量作用の法則  1.8.2. ル シャトリエの法則  1.8.3. 反応商  1.8.4. 平衡定数の計算には、このオンライン計算機を使用してください。平衡定数（Eq.）を入力し、計算ボタンを押してください。ここでは、与えられた入力値を使用して平衡定数の計算がどのように説明されるかを示します -> 0.05 = 0.05/0。  1.8.5. 酸塩基平衡  1.9. 酸と塩基  1.9.1. アレニウス、ブレンステッド-ローリー、ルイスの定義  1.9.2. pHとpOH  1.9.3. 酸塩基滴定  1.9.4. 緩衝溶液  1.9.5. 酸塩基指示薬  1.9.6. 多プロトン酸と塩基  1.10. 電気化学  1.10.1. 酸化還元反応  1.10.2. ガルバニ電池と電解セル  1.10.3. ネルンストの式  1.10.4. 電気分解  1.10.5. ファラデーの電気分解の法則  1.11. 熱力学  1.11.1. 熱力学の法則  1.11.2. エンタルピー、エントロピーとギブズ自由エネルギー  1.11.3. 反応の自発性  1.11.4. 熱力学サイクル（ヘスの法則、カルノーサイクル）  1.12. 動力学  1.12.1. 速度式と反応次数  1.12.2. 活性化エネルギーと触媒  1.12.3. 衝突理論  1.12.4. 反応機構  1.12.5. 遷移状態理論
  2. 有機化学  2.1. 構造と関係  2.1.1. 炭素化合物の混成  2.1.2. 共鳴と芳香族性  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. 誘導効果と共鳴効果  2.2. 炭化水素  2.2.1. 炭化水素  2.2.2. アルケン  2.2.3. アルキン  2.2.4. 芳香族化合物  2.2.5. シクロアルカンと配座  2.3. 官能基  2.3.1. アルコールとフェノール  2.3.2. エーテルとエポキシド  2.3.3. アルデヒドとケトン  2.3.4. カルボン酸とその誘導体  2.3.5. Amin  2.3.6. エステルとアミド  2.3.7. チオールとスルフィド  2.4. ステレオ化学  2.4.1. 立体化学における異性体  2.4.2. キラリティと光学活性  2.4.3. 構造解析  2.4.4. ジアステレオマーとエナンチオマー  2.5.1. Substitution reactions  2.5.2. 脱離反応  2.5.3. 付加反応  2.5.4. ラジカル反応  2.5.5. 転位反応  2.5.6. 周環反応  2.6. スペクトロスコピーと構造解析  2.6.1. 赤外分光法  2.6.2. 核磁気共鳴分光法  2.6.3. 質量分析  2.6.4. UV-可視分光法  2.6.5. X線結晶学  2.7. 高分子化学  2.7.1. Addition and Condensation Polymers  2.7.2. 重合のメカニズム  2.7.3. 生分解性ポリマー  2.7.4. 導電性およびスマートポリマー
  3. 無機化学  3.1. 配位化学  3.1.1. 配位子と錯体化合物  3.1.2. 結晶場理論  3.1.3. 配位化合物における分子軌道理論  3.1.4. ヤーン-テイラー歪み  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. アルカリ金属とアルカリ土類金属  3.2.2. ハロゲンと希ガス  3.2.3. 遷移金属とその錯体  3.2.4. ランタニドとアクチニド  3.3. 固体化学  3.3.1. クリスタル格子と単位セル  3.3.2. 固体の欠陥  3.3.3. 電気および磁気特性  3.3.4. 超伝導  3.4. 生物無機化学  3.4.1. 生物学における金属イオン  3.4.2. 金属との酵素反応  3.4.3. 金属中毒とデトックス  3.4.4. メタロタンパク質とメタロ酵素
  4. 物理化学  4.1. 量子化学  4.1.1. 波動-粒子二重性  4.1.2. シュレーディンガー方程式  4.1.3. 量子数と軌道  4.1.4. 原子および分子分光法  4.2. 統計力学  4.2.1. マクスウェル・ボルツマン分布  4.2.2. 分配関数  4.2.3. ボース＝アインシュタイン統計とフェルミ＝ディラック統計  4.3. 化学熱力学  4.3.1. ギブズ自由エネルギー  4.3.2. 相転移  4.3.3. 熱力学的効率  4.4. 表面化学  4.4.1. 吸着と触媒作用  4.4.2. コロイドと乳濁液
  5. 分析化学  5.1. 古典的方法  5.1.1. 重量分析  5.1.2. titrimeter  5.2. 計器分析法  5.2.1. クロマトグラフィー  5.2.2. 分光法  5.2.3. 電気分析法  5.2.4. X線回折
  6. 産業化学  6.1. 石油化学  6.2. 化学工学の原理  6.3. グリーンケミストリー  6.4. 医薬品と薬の合成
  7. 生化学  7.1. 炭水化物  7.2. タンパク質と酵素  7.3. 脂質と膜  7.4. 核酸  7.5. 代謝とバイオエネルギー  7.6. 酵素の動力学とメカニズム

学部生 ↓


一般化学


一般化学は主に学部生に教えられる基礎科学の科目です。これは、現実の文脈で適用される化学の原則を理解するための基礎を築く入門コースとして機能します。主な目的は、より高度なコースで拡張できる知識の枠組みを作成することです。このレッスンでは、一般化学の中心となるさまざまな概念と原則を探求します。

1. 物質とその状態の紹介

物質は空間を占め、質量を持つものとして定義されます。分子の配置とエネルギーに応じて、主に固体、液体、気体の状態で存在します。

  • 固体: 固体の中の粒子は固定された剛性構造に詰められています。これにより、固体には一定の形状と体積が与えられます。
  • 液体: 液体の中の粒子は互いに近接していますが、固体のように剛性ではありません。液体は固定された体積を持ちますが、容器の形状を取ります。
  • 気体: 気体の中の粒子はお互いに離れており、自由に動き回るため、気体には一定の形状や体積はありません。

2. 原子と元素

宇宙のすべてのものは原子でできており、これらは元素の最小単位です。元素は1種類の原子のみを含む純粋な物質で、Hは水素、Oは酸素など、ユニークな化学記号で表されます。

原子の構造には次のものが含まれます:

  • 陽子: 核内の正に帯電した粒子。
  • 中性子: 同様に核内に位置する中性の帯電した粒子。
  • 電子: 核の周りを周回する負に帯電した粒子。

3. 元素の周期表

周期表は、既知のすべての元素がその原子番号に従って配置された系統的な表です。この表は、元素の化学的性質と挙動を予測するのに役立ちます。

        H2O
     by Lee B. BCNOF
     NaMgAlSiPsClAr

この配置により、元素の性質をすばやく識別でき、それぞれの行を周期、列を族と呼びます。

4. 化学結合

化学結合は、化合物内で原子を結びつける力です。主な化学結合のタイプには以下があります:

  • イオン結合: 通常は金属と非金属間で、電子の移動によって形成されます。
  • 共有結合: 通常は非金属間で、原子が電子を共有する結合。
  • 金属結合: 自由電子と金属イオン間の引力で、金属元素に共通のもの。

例えば、水(H2O)では、2つの水素原子が酸素原子と電子を共有することで共有結合を形成します。

5. 化学反応

化学反応では、原子が再配置されて新しい物質が形成されます。反応は化学式で表されます。例えば:

    2H2 + O2 → 2H2O

化学反応のタイプには合成、分解、単置換、複置換反応があります。

6. モルの概念

モルは、大量の分子または原子を表す化学の標準単位です。アボガドロの数6.022 × 1023は、モル中の単位数を表します。

これは、化学式のバランスを取る際や、反応における反応物/生成物を計算する際に便利です。

7. 溶液と混合物

溶液は2つ以上の物質の均一な混合物です。溶媒（溶解媒体）と溶質（溶解物質）は溶液の構成成分です。

例えば、砂糖溶液は、砂糖（溶質）が水（溶媒）に溶解されると形成されます。

混合物は均一（同じ組成）または不均一（異なる段階）に分類できます。

8. 酸と塩基

酸と塩基は、それぞれプロトン（H+）を供給または受容できる物質です。

  • 酸: 溶液中の水素イオン濃度を増加させる物質。例: HCl（塩酸）。
  • 塩基: 溶液中の水酸化物イオン (OH-) 濃度を増加させる物質。例: NaOH（水酸化ナトリウム）。

pHスケールは0から14までで、溶液の酸性度またはアルカリ度を測定するのに使用されます。

9. 熱力学

熱力学は、特に化学プロセスにおける熱と仕事の移動を伴うエネルギー変換の研究を含みます。

重要な概念のいくつかは次のとおりです:

  • 熱力学第一法則: エネルギーは創造または破壊されず、移動のみ。
  • エンタルピー(H): 一定の圧力で系の熱内容を表します。

例えば、蒸発中に液体が熱を吸収して気体になる場合、エンタルピーが変化します。

10. 原子構造と周期性

ボーアの原子モデルは、原子構造を説明するのに役立ちます。電子は固定パスで核の周りを周回します。量子力学は後に電子雲の概念を導入しました。

周期性は、電気陰性度、イオン化エネルギー、および原子半径のような周期表内の元素の特性における周期的な傾向を指します。

元素の特性はさまざまな周期と族にわたって予測可能な方法で変化します。

11. 力学と平衡

動力学は化学反応の速度に焦点を当てています。速度に影響を与える要因には、濃度、温度、触媒の存在があります。

平衡は、順反応の速度が逆反応の速度に等しいときに発生します。平衡化学式の例:

    a + b ⇌ c + d

反応物と生成物が共存する動態的状態を指し示します。

12. 酸化還元反応

酸化還元反応は物質間の電子の移動を含み、これは酸化および還元プロセスに反映されています。重要なものは次のとおりです:

  • 酸化: 分子、原子、またはイオンによる電子の喪失。
  • 還元: 分子、原子、またはイオンによる電子の獲得。

これの古典的な例としては鉄の錆が挙げられます:

    4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

13. 基本的な有機化学の概念

有機化学は炭素を含む化合物の研究です。炭素は鎖や環のさまざまな化合物を形成することができ、それらの簡単な構造が多様な有機化学物質を生み出します。

例としては、メタン (CH4) やグルコース (C6H12O6) のような複雑な分子が含まれます。

14. 環境と実用関係

化学は、汚染、気候変動、および持続可能な資源などの環境問題を解決する上で重要な役割を果たします。

化学的な原理は、環境に優しい材料の開発、オゾン層の枯渇の理解、エネルギー効率の高いプロセスの創造に使用されます。

一般化学は、生徒が化学現象の実生活への応用や地球規模の影響を検討することを奨励し、さらなる科学的探求と革新を促進します。

結論

一般化学は、化学物質と反応の複雑な世界を理解するための基本的な枠組みとして機能します。これは学生が化学の専門分野でより複雑な知識を発展させるための基礎を形成します。学んだ概念は、日常生活における化学の遍在性と分子の世界のより広い科学的議論への影響を評価するのに役立ちます。


学部生 → 1


U
username
0%
完了時間 学部生

次 (1.1) →
化学の紹介

コメント 



一般化学

https://www.chemistryelite.com/ug/1?ceal=ja