中学・高校化学のほんとうの使い道 | 京極一樹の数学塾

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『ちょっとわかればこんなに役に立つ
中学・高校化学のほんとうの使い道』

chem.jpg著者:    京極一樹
発行所:   実業之日本社
発行日:    2012/4/20
頁数:    208頁
本体価格:  ¥800(税抜)
発行部数:  12,000部(2012/4/20現在)

はじめに
化学は「元素と化合物の科学」です。近年までは、元素は水素・酸素・炭素・窒素くらい知っていれば大丈夫、と思われていたのですが、東日本大震災以降は、ウラン、ヨウ素、セシウム、ストロンチウムなどがニュースや紙面に頻繁に登場するようになりました。
化学の中でもっとも興味深いものは「周期表」のしくみや電子配置と化学反応の関係です。メンデレーエフが発表したころは「新元素の予測」がもっとも刺激的な話題でした。そして今でも「新元素の探索」が進んでいて、ついに118種の元素が発見されました。2012年12月には、第114番元素「ウンウンクアジウム」と第116番元素「ウンウンヘキシウム」が新元素として認定され、それぞれ「フレロビウム」と「リバモリウム」という正式名称の検討が始まっています。これらは2012年半ばに正式承認される見込みです。
また2010年から、レアアースは毎月一度は話題になっています。太平洋の海底にレアアースの鉱床が発見され、2012年から本格的な海底調査が開始されようとしています。
元素は第2章と第3章で解説しました。第3章では放射能の考え方も簡単に解説しました。本来放射能の科学は、現状の領域配分では、どちらかといえば化学ではなく物理の範囲なのですが、山ほど元素名が出てくる以上、放射性崩壊には化学変化に類似した特徴があるので、本当は化学であつかうべきなのかもしれません。実際にノーベル賞では、新元素の発見は物理学賞ではなく化学賞の領分です。
結果として「元素の解説」が本書の半分を占める結果となりましたが、本書で化学反応を詳しくあつかっても難しくなるばかりなので、おもしろさは強調できたかもしれません。化学の特徴である「計算の多さ」もできるだけ抑えました。有機化学は最低限の内容を織り込めたので、これだけ知っていればだいたいのニュースはわかるはずです。コラムには、日本人が受賞したノーベル化学賞を取り上げました。
本書が、読者の方々の化学のご理解の一助となることを祈願します。
2012年3月 著者

第1章 化学は物質の科学
1 中学・高校の化学の内容はどう違う
2 化学と物理はどう違う
3 物質とは何を意味するのか
4 分子・原子と元素とはどんなもの
5 分子と原子の重さや体積はどうあつかうのか
6 気体の体積と温度と圧力の関係を整理する
7 物質を構成するさまざまな力
8 物質の3つの姿:固体、液体、気体
9 物質の三態を状態図で読む
10 分子の構成と化学式の種類
■ 日本人が受賞したノーベル化学賞とクロスカップリング

第2章 周期表は元素の性質を表す
1 周期表は元素の性質を体系的に表す表
2 典型元素・遷移元素と金属元素・非金属元素
3 元素のグループにはどんなものがある?
4 電子配置はとびとびのエネルギー準位に対応する
5 希ガス元素(18族元素)はもっとも安定した元素
6 ハロゲン元素(17族元素)はもっとも反応しやすい元素
7 16族元素は2価の陰イオンになりやすい元素
8 1族元素は1価の陽イオンになりやすい元素
9 アルカリ金属元素は化学活性がきわめて高い元素
10 2族元素は2価の陽イオンになりやすい元素
11 3族元素と希土類元素(レアアース)とレアメタル
12 希土類元素(レアアース)にはどんなものがあるのか
13 4族~7族の遷移金属元素の特徴
14 8族~11族の遷移金属元素の種類と特徴
15 12族~15族の典型元素の種類と特徴
16 12族元素(亜鉛族元素)の種類と特徴
17 13族元素(ホウ素と土類金属元素)の種類と特徴
18 14族元素(炭素族元素)の種類と特徴
19 15族元素(窒素族元素)の種類と特徴
■ リチウムイオン二次電池の開発に貢献した導電性高分子

第3章 放射能と放射性同位体
1 放射性元素・超重元素とは何か
2 第7周期元素とはどんなものか
3 放射性崩壊とは何か
4 放射線はどれくらい危険なのか
5 核分裂とはどんな現象なのか
■ 日本人最初のノーベル化学賞

第4章 酸・アルカリと酸化・還元反応
1 いろいろな化学反応を理解する
2 酸とアルカリの反応は水素イオンのやり取り
3 ペーハー7が中性とはどういうことか
4 酸化・還元反応は電子のやり取り
5 電池は酸化・還元反応から電流を取り出すしくみ
6 電気分解の逆の操作が燃料電池
7 充電できる電池が二次電池
■ 会社員や旧帝大卒ではない研究者が受賞したノーベル化学賞

第5章 有機化合物入門
1 有機化合物とは何か
2 有機化合物を記述するさまざまな方法
3 有機化合物を見分ける特徴と分類
4 気になる有機化合物の構造とは?
■ 右手型と左手型を別々につくるための化学

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