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目次

マッカーリ一般化学 上

マッカーリ一般化学 上

  • D.A.McQuarrie(著)/ P.A.Rock(著)/ E.B.Gallogly(著)/ 村田 滋(訳)
  • 1 化学と科学的方法
    • 1・1 化学を学ばなければならないのはなぜか?
    • 1・2 化学は実験に基づく学問である
    • 1・3 現代の化学は定量的測定に基づいている
    • 1・4 自然科学ではメートル法の単位と基準が用いられる
    • 1・5 エネルギーのSI単位はジュールである
    • 1・6 正確さはパーセント誤差によって評価される
    • 1・7 測定された量の精密さは有効数字によって示される
    • 1・8 計算結果を表す数値には有効数字の正しい桁数を示さねばならない
    • 1・9 次元解析法を用いるといろいろな化学計算が簡単になる
    • 1・10 表の見出しやグラフの軸を表示するにはグッゲンハイム表記法を用いる
  • 2 原子と分子
    • 2・1 単体は最も簡単な物質である
    • 2・2 物質は固体,液体,気体の状態をとる
    • 2・3 混合物はその成分の物理的性質の違いを利用して分離できる
    • 2・4 定比例の法則によると化合物を構成する元素の質量比は常に一定である
    • 2・5 ドルトンの原子説によって定比例の法則が説明される
    • 2・6 分子はつながりあった原子の集団である
    • 2・7 化合物は体系的な命名法によって命名される
    • 2・8 分子を構成する原子の原子量の総和を分子量という
    • 2・9 原子の質量のほとんどはその原子核に集中している
    • 2・10 原子は陽子,中性子,および電子からなる
    • 2・11 自然界ではほとんどの元素は同位体の混合物として存在する
    • 2・12 電荷をもつ粒子をイオンという
  • 3 周期表と元素の周期性
    • 3・1 化学反応によって新しい物質が生成する
    • 3・2 化学反応式は釣り合いがとれていなければならない
    • 3・3 元素は化学的性質によって分類することができる
    • 3・4 元素を原子番号の順に並べるとその性質に周期性が現れる
    • 3・5 周期表の同じ列に位置する元素は類似の化学的性質をもつ
    • 3・6 元素は主要族元素,遷移金属,内部遷移金属に分類される
    • 3・7 元素の周期性にはいくらかの不規則性がある
  • 4 前期量子論
    • 4・1 第一イオン化エネルギーは元素の周期的性質のひとつである
    • 4・2 連続的なイオン化エネルギーの値から原子の電子殻構造がわかる
    • 4・3 電磁スペクトルを構成する電磁波は波長によって特徴づけられる
    • 4・4 原子の発光スペクトルは一連の輝線からなる
    • 4・5 電磁波は光子の流れとみることができる
    • 4・6 ド・ブローイは物体が波動性をもつことを最初に提唱した
    • 4・7 電子は粒子性と波動性の両方を示す
    • 4・8 水素原子の電子のエネルギーは量子化されている
    • 4・9 原子における定常状態間の遷移に伴って電磁波の吸収・放出が起こる
  • 5 量子論と原子の構造
    • 5・1 シュレーディンガー方程式は量子論の中核となる方程式である
    • 5・2 原子オービタルの形状は方位量子数に依存する
    • 5・3 原子オービタルの空間的な配向は磁気量子数に依存する
    • 5・4 電子は固有スピンをもつ
    • 5・5 複数の電子をもつ原子のエネルギー状態はnとlの値に依存する
    • 5・6 パウリの排他原理によると同じ原子においてどの2個の電子も同じ4種類の量子数の組合わせをもつことができない
    • 5・7 電子配置は原子オービタルを電子がどのように占有しているかを表す
    • 5・8 基底状態の電子配置を予測するためにフントの規則を適用する
    • 5・9 原子が電磁波を吸収すると電子がエネルギーの高いオービタルへ遷移する
    • 5・10 周期表の同族の元素は類似した価電子の配置をもつ
    • 5・11 遷移金属元素の性質はdオービタルの電子によって決まる
    • 5・12 原子半径とイオン化エネルギーは元素の周期的性質である
  • 6 イオン結合とイオン化合物
    • 6・1 イオン結合は反対の電荷をもつイオンの間の静電気力によって形成される
    • 6・2 イオン化合物の化学式はイオン電荷に基づいて決定される
    • 6・3 遷移金属イオンの一般的なイオン電荷は電子配置から理解できる
    • 6・4 遷移金属イオンが複数のイオン電荷をとる場合にはその価数をローマ数字で表記する
    • 6・5 遷移金属イオンのオービタルには規則的な順序で電子が満たされる
    • 6・6 陽イオンはそのイオンを与える中性原子よりも小さく,陰イオンは大きい
    • 6・7 クーロンの法則を用いてイオン対のエネルギーを計算することができる
  • 7 ルイス構造
    • 7・1 共有結合は2個の原子に共有された電子対として表される
    • 7・2 ルイス構造を書くときにはオクテット則を満たすようにする
    • 7・3 水素原子はほとんどの場合ルイス構造の末端原子となる
    • 7・4 ルイス構造では原子が形式電荷をもつことがある
    • 7・5 単結合だけではオクテット則を満たすルイス構造を書くことができない場合がある
    • 7・6 ルイス構造の重ね合わせを共鳴混成体という
    • 7・7 1個あるいは複数個の不対電子をもつ化学種をラジカルという
    • 7・8 周期表の第2周期より下に位置する元素の原子は原子価殻を拡張できる
    • 7・9 電気陰性度は元素の周期的性質である
    • 7・10 電気陰性度の差を用いて化学結合の極性を予想することができる
    • 7・11 極性結合をもつ多原子分子は必ずしも極性分子とは限らない
  • 8 分子構造の予測
    • 8・1 ルイス構造から分子の形状はわからない
    • 8・2 正四面体の4個の頂点はすべて等価である
    • 8・3 原子価殻電子対反発理論を用いて分子の形状を予想することができる
    • 8・4 原子価殻の電子対の数によって分子の形状が決定される
    • 8・5 原子価殻の非共有電子対は分子の形状に影響を与える
    • 8・6 VSEPR理論は多重結合をもつ分子にも適用できる
    • 8・7 非共有電子対は三方両錐形のエクアトリアル位置を占める
    • 8・8 2個の非共有電子対は正八面体の反対の頂点を占める
    • 8・9 分子の形状から正味の双極子モーメントをもつかどうかが決まる
    • 8・10 異性体は異なるにおい,味,薬理活性をもつ
  • 9 共有結合
    • 9・1 異なる原子の原子オービタルの重ね合わせによって分子オービタルが形成される
    • 9・2 水素分子イオンH2+は最も簡単な二原子化学種である
    • 9・3 結合次数によって共有結合の強さが予測できる
    • 9・4 分子軌道理論によって二原子分子の電子配置が予測できる
    • 9・5 多原子分子の結合は局在化結合を用いて記述することができる
    • 9・6 sp2混成オービタルは平面三角形の対称性をもつ
    • 9・7 sp3混成オービタルは正四面体の頂点方向を向いている
    • 9・8 sp3オービタルによって中心原子に4個の電子対をもつ分子を表記できる
    • 9・9 混成オービタルはdオービタルを含むことができる
    • 9・10 二重結合はσ結合とπ結合によって記述される
    • 9・11 二重結合のまわりの回転は束縛されている
    • 9・12 三重結合は一つのσ結合と二つのπ結合によって記述される
    • 9・13 ベンゼンのπ電子は非局在化している
  • 10 化学反応
    • 10・1 2種類の物質から単一の生成物が得られる反応を結合反応という
    • 10・2 多原子イオンは水溶液中で分解しない
    • 10・3 水との反応によりある金属酸化物は塩基となり,ある水素を含む化合物は酸となる
    • 10・4 分解反応では物質は複数のより簡単な物質に分解される
    • 10・5 水と無水塩の結合反応によって水和物が生成する
    • 10・6 単一交換反応では化合物のある元素が別の元素によって置換される
    • 10・7 単一交換反応における相対的な反応性によって金属を順序づけることができる
    • 10・8 ハロゲンの相対的な反応性はF2〉Cl2〉Br2〉I2の順に減少する
    • 10・9 二重交換反応では2種類のイオン化合物の陽イオンと陰イオンが交換して新たな化合物が生成する
    • 10・10 酸塩基反応は二重交換反応の例である
    • 10・11 酸化還元反応では化学種の間で電子移動が起こる
  • 11 化学計算
    • 11・1 物質1molの質量はg単位をつけた式量に等しい
    • 11・2 物質1molにはアボガドロ数の化学式単位が含まれる
    • 11・3 化学分析によって組成式が決定できる
    • 11・4 実験式を用いて未知の原子量を決定することができる
    • 11・5 実験式と分子量から分子式が決定される
    • 11・6 多くの化合物の元素組成は燃焼分析によって決定される
    • 11・7 化学反応式の係数は物質量とみることができる
    • 11・8 化学反応に関する計算は物質量を用いて行う
    • 11・9 化学量論計算を行うには必ずしも化学反応式を知る必要はない
    • 11・10 二つ以上の物質が反応するとき生成物の質量は制限試剤によって決まる
    • 11・11 多くの化学反応では目的とする生成物の収量は理論的な収量よりも少ない
  • 12 溶液の化学計算
    • 12・1 2種類以上の物質の均一な混合物を溶液という
    • 12・2 最もよく用いられる濃度の単位はモル濃度である
    • 12・3 イオンを含む溶液には電流が流れる
    • 12・4 溶液中で起こる化学反応の化学量論計算にはモル濃度を用いる
    • 12・5 沈殿反応で生成する沈殿の量を計算するにはモル濃度を用いる
    • 12・6 酸や塩基の濃度は滴定によって決定することができる
    • 12・7 滴定実験のデータから未知の酸の式量を決定することができる
  • 13 気体の性質
    • 13・1 気体の体積のほとんどは何もない空間である
    • 13・2 気体の圧力を測定するには圧力計を用いる
    • 13・3 圧力のSI単位はパスカルである
    • 13・4 気体の体積は圧力に反比例しケルビン温度に比例する
    • 13・5 同温・同圧において同体積の気体には同数の分子が含まれる
    • 13・6 ボイル,シャルル,およびアボガドロの法則を組合わせた式を理想気体の式という
    • 13・7 理想気体の式を用いて気体の分子量を計算することができる
    • 13・8 混合気体の全圧はすべての成分気体の分圧の和に等しい
    • 13・9 気体分子には速さの分布がある
    • 13・10 気体分子運動論により分子の根平均二乗速さを計算することができる
    • 13・11 噴散を用いて気体の式量を求めることができる
    • 13・12 衝突からつぎの衝突の間に分子が移動する平均距離を平均自由行程という
    • 13・13 ファンデルワールスの式は気体の理想性からのずれを説明する