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はじめに 化学の無機分野は計算があまりなく、覚えれば勝ちみたいなことが多いです。 理論化学に結 びつくところもいくつかあるので、ぜひマスターしましょう。 この分野では一つ一つ丁寧に 覚える必要がありますが、 頻出の部分を1,2週間で完璧にし、 たまに出てくる大切な所を 肉付けするように学習すると覚えやすいかと思います。 では、頑張ってください。
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1. 水素 (Hz) 【特徴】 無色、 無臭、最も軽い気体 水に溶けにくい→水上置換法 (復習① ) 可燃性◎ ・還元作用を示す ・FON の3つに水素結合という強力は分子間力がはたらく(復習②) 《①》 気体の収集には3つの方法がありました。 使い分けができるようにしましょう。 水上置換法 下方置換法 上方置換法 水に溶けにくい 水に溶けやす 気体 水に溶けやす く、 空気より重 たい気体 空気より軽 く、 い気体 水上置換法 下方置換法 上方置換法 例) 水素、酸素 例) 塩素、二酸 例) アンモニア 化硫黄 《復習②》 分子間力は化学基礎の理論化学で習いましたね。 覚えていますか。 分子間力 大水素結合 HとF,O,Nの3つのみにはたらく超強力な力 この力がはたらく物質は状態変化が起こりにくい 分子 ō+ 静電気的引力 共有結合は分子内ではたらき、 分子間力は分子間ではたらく 極性分子同士にはたらくカ ・ファンデルワールスカ 6+ すべての分子同士にはたらくカ 分子 小 お互いに接する面積が大きければ大きいほど 力は大きくなる! 2.18族元素 貴ガス 例)He Ne Ar Kr Xe Rn (少なくとも最初の3つは覚えよう) 【特徴】 空気中に少量に含まれる 代表例) アルゴン Ar : 0.93% 常温常圧で無色無臭の気体 ・安定な電子配置→単原子分子として存在 ・低圧化で放電すると特有の発色を示す
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3.17族元素 ハロゲン 例) F2 C12 Br2 I2 【特徴】 ・二原子分子で電子を1個受け取り一価の陰イオンになりやすい ・有色有毒 ・原子番号が大きいほど酸化力大きい ・酸化作用○ ハロゲン化水素 ガラスを腐食 ポリエチレン瓶に保存 水素結合がはたらく HFaq は弱酸性 蛍石と濃硫酸の加熱で生成 塩酸は代表的な強酸性 NH3 と反応して白煙 (検出) NaClに濃硫酸 名前 性質 フッ素 (F2) 塩素 (Cl2) 淡黄色刺激臭 気体 反応性大 水と反応→フッ化水素と酸素生成 2F2+2H2O → 4HF+02 黄緑色 刺激臭気体 臭素 (Br2) ヨウ素(I2) 水に溶ける (次亜塩素酸 HC10) ヨウ化カリウムデンプン紙を青変 完全にハ〇ターのイメージ 赤褐色 激重な液体 刺激臭 黒紫色 光沢のある結晶 (固体) 昇華性○ (復習③) 水に溶けに くい ヨウ素デンプン反応 水に溶けやすい 水に溶かすと強酸性 [さらし粉〕 . 湿った水酸化カルシウムに塩素を通すとさらし粉 (主成分: CaCl(C10) H2O) ができる さらし粉から溶解度の大きいCaCl2 を除いたものを高度さらし粉 (主成分:Ca(C10)2・H2O) と言います。 これは殺菌消毒剤や漂白剤に広く用いられています。 [ハロゲン化銀] AgF 以外のハロゲン化銀はほとんど水に溶けない 沈殿の色は教科書や図説で確認しよう 《復習③》 昇華性のあるものはヨウ素以外に他にもありましたね。 CO2が原料のドライアイス 某アイス屋で白いもくもくしながら出てくるやつ そして有機化学で出てくるナフタレン 防虫剤で使われますね
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4.16族元素 酸素と硫黄 【酸素(O2)】 水に溶けにくい無色無臭の気体 空気中に約21%存在 ・燃焼→酸化物を生じる ・酸化マンガン MnO 2(IV)を触媒とし、過酸化水素 H2O2aq を分解 2H2O2→2H2O+O2 ・同素体が存在⇒オゾン03 性質↓ ・淡青色・有毒の気体 酸化作用○(ヨウ化カリウムデンプン紙を青変) ・消臭漂白に利用・殺菌作用がある ・酸素に紫外線を当てるか無声放電 (302→203) 【硫黄(S)】 青色の炎を上げて燃焼 同素体に斜方硫黄(Ss), 単斜硫黄(S), ゴム状硫黄 (Sx) が存在 いずれも水に不溶 [二酸化硫黄(SO2)〕 ・無色刺激臭の有毒な気体 水に溶けやすく亜硫酸を生成 還元作用、漂白作用共に○ (H2Sには酸化剤) 銅に濃硫酸で加熱 (Cu+2H2SO4 CuSO4+2H2O +SO2) [硫酸(H2SO4)〕 <工業的製法(接触法) > ・触媒 : 酸化バナジウム (V205) SO 3 SO2+O2 H2SO 濃硫酸 SO2 H2SO4 希硫酸 二酸化硫黄 と V2O5 ( 触媒 ) 排気 濃硫酸 空気 H2SO4 発煙硫酸 熱交換器 SO3 接触炉 (転化器) 吸収塔 (デンソー (denso.com)) ►濃硫酸 無色の重い液体 ・水で希釈→激しく発熱 熱濃硫酸は酸化力 吸湿性◎乾燥剤に利用 脱水作用◎ 希硫酸 強酸性(濃硫酸より強い) 鉛蓄電池の電解液 [硫化水素(H2S)〕 無色 ・腐卵臭の有毒な気体・水溶液は弱酸性 硫化物の沈殿 要確認 & 絶対暗記
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6.15族元素 窒素とリン 【窒素(N2)】 無色無臭の気体 [一酸化窒素(NO)〕 78%空気中に占める ・水に溶けにくい 無色 ・水に難溶 銅と希硫酸で生成 (3Cu+8HNO3→3Cu(NO3) 2) +4H2O +2NO 2 [二酸化窒素(NO2)〕 赤褐色で刺激臭の有毒な気体 ・水に溶けやすく硝酸を生じる (酸性雨の原因) 銅に濃硝酸で生成 (Cu+4HNO3 →Cu(NO3)2 +2H2O +2NO2) [硝酸(HNO3)] 無色揮発性の液体 ・熱や光で分解⇒褐色瓶に保存 <工業的製法(オストワルト法) > 触媒 白金 (Pt) NH3 アンモニア と 空気 熱交換器 10 NO NO H₂O 水 白金網 (触媒) 吸収塔 NHと空気 酸化器 NO NO2 [アンモニア(NH3)〕 無色刺激臭の気体 ・水に溶けやすい (弱塩基性) <工業的製法(ハーバー・ボッシュ法) > 硝酸 HNO3 ・触媒:四酸化三鉄 (Fe304) 加熱した触媒 NH3 循環用ポンプ 圧縮器 凝縮器 (冷却して N₂+3H2 窒素と水素 合成塔 水 熱交換器 冷却器 NHを液体にする) (液体) 未反応の気体 (N2, H2) NH3
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【リン(P)】 ・同素体が存在 (黄リンと赤リン) 黄リン 赤リン 猛毒 二硫化炭素に溶ける 自然発火 水中に保存 医薬品や農業の原料 マッチの側面のアレ 〔十酸化四リン(P4O10)〕 吸湿性◎ ・水に溶かして加熱⇒リン酸 〔リン酸(H3PO4)] 無色結晶 潮解性 7.14族元素 炭素とケイ素 【炭素(C】 同素体(ダイヤモンド、 黒鉛、フラーレン、カーボンナノチューブ)の存在 ダイヤモンドと黒鉛は共有結合、 フラーレンはC60, C70 などの分子結晶 〔一酸化炭素(CO)] 無色無臭で水に溶けにくい有毒な気体 可燃性で淡青色の炎 [二酸化炭素(CO2)] 無色無臭の気体 赤外線を吸収 温室効果ガス ・石灰水を白濁 【ケイ素(Si)】 固い 融点の高い共有結合の結晶 半導体 [二酸化ケイ素 (SiO 2 ) とケイ酸(H2SiO3)〕 ・ケイ酸を加熱させて乾燥 シリカゲル (乾燥剤) その他教科書で要確認
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