第1章 化学の世界
1-1 化学の世界へようこそ
1-2 身の周りの元素
1-3 身の周りの物質
1-3-1 混合物とは,純物質とは
1-3-2 化合物とは,単体とは
1-4 物質の状態の変化を粒子のレベルで考える
1-5 二酸化炭素の構造と性質:どうして地球温暖化が進むのか?
コラム/発展 実は身近な私たちの生活を支える化学工業
演習問題
第2章 原子の構造
2-1 原子
2-1-1 原子の構造
2-1-2 元素という分類(原子番号・質量数・同位体)
2-1-3 原子の重さ(相対質量と原子量)
2-2 原子の電子配置
2-2-1 原子モデルの発展
2-2-2 電子軌道(原子軌道)とは
2-2-3 電子の“住所”の表し方
コラム/発展 新元素作製成功!「ニホニウム」
演習問題
第3章 原子の周期的な性質
3-1 最外殻の電子配置が決める元素の性質
3-1-1 電子配置と周期表
3-1-2 原子の大きさの周期的な傾向
3-1-3 電子のやりとりで原子は安定な構造に(イオンの生成)
3-1-4 イオンの電子配置
3-2 原子核と最外殻の電子との引き合う力
3-2-1 イオン化エネルギーとは
3-2-2 電子親和力とは
3-2-3 電気陰性度とは
3-2-4 水素結合とは
コラム/発展 強力な永久磁石をつくる希土類元素(レア・アース)
演習問題
第4章 化学結合
4-1 化学結合の種類
4-2 オクテット則と電子式
4-3 共有結合
4-3-1 電子式による共有結合の表記法
4-3-2 原子価殻電子対反発則(VSEPRモデル)
4-3-3 混成軌道とは
4-3-4 分子軌道法とは
4-4 金属結晶とイオン結晶
4-4-1 方向性のない結合でつくられる物質
4-4-2 自由電子によって結合する金属結晶の構造(2つの最密充填構造)
4-4-3 イオン結晶の構造とその性質
コラム/発展 変わりものな液体,水
演習問題
第5章 化学反応式と物質量,物質の濃度
5-1 化学反応式
5-2 物質量
5-2-1 物質量とは
5-2-2 1molの質量(モル質量)
5-2-3 1molの体積(モル体積)
5-2-4 まとめ:物質量は物理量を結ぶパスポート
5-3 化学反応式から何がわかるのか
5-4 溶液の濃度
5-4-1 質量パーセント濃度(%)
5-4-2 モル濃度(mol/L)
コラム/発展 先人の努力から化学反応式が生まれている
演習問題
第6章 反応速度と化学平衡
6-1 反応速度
6-1-1 反応はどのようにして進むのか
6-1-2 反応速度を表す
6-1-3 反応速度と濃度の関係
6-2 活性化エネルギーを乗り越えて反応が起こる(反応速度と温度の関係)
6-3 反応速度と触媒の関係
6-3-1 触媒とは
6-3-2 触媒は活性化エネルギーを下げる
6-4 化学平衡
6-4-1 右向きにも左向きにも進む反応
6-4-2 正反応と逆反応が釣り合うと
6-4-3 平衡状態を表す
6-4-4 平衡は移動する
コラム/発展 ハーバー・ボッシュ法とチーグラー・ナッタ触媒:
異分野の2人の組み合わせが成し遂げた世紀の大発明
演習問題
第7章 酸と塩基
7-1 アレニウスの酸・塩基
7-1-1 酸とは,塩基とは
7-1-2 酸と塩基の強弱は何で決まるのか
7-1-3 電離定数から酸性の強弱を知る
7-1-4 水素イオン濃度を表すpH
7-1-5 酸と塩基の反応:中和反応
7-2 ブレンステッド・ローリーの酸・塩基
7-2-1 ブレンステッド・ローリーの酸,塩基とは
7-2-2 酸と塩基の関係は相対的なもの
7-3 ルイスの酸・塩基
7-3-1 ルイスの酸,塩基とは
7-3-2 ルイスの定義が酸・塩基をさらに拡張する
コラム/発展 日本の酸性雨の現状は?
演習問題
第8章 酸化と還元
8-1 酸化とは,還元とは
8-1-1 酸素・水素とのやりとりと酸化・還元
8-1-2 酸化と還元を電子e-のやりとりでとらえる
8-1-3 原子の酸化数
8-1-4 酸化数の変化でとらえる酸化還元反応
8-2 身の周りの酸化還元反応
8-2-1 酸化させるもの・還元させるもの
8-2-2 金属の陽イオンへのなりやすさ(酸化されやすさ)
8-2-3 電池の仕組み
コラム/発展 水質をみる:化学的酸素要求量(COD)
演習問題
第9章 化学熱力学
9-1 化学反応に伴うエネルギー変化
9-1-1 系と外界
9-1-2 物質がもつエネルギー(内部エネルギー)と物質がやり取りするエネルギー(仕事と熱)
9-2 反応熱
9-2-1 熱量を表す言葉:エンタルピー,H
9-2-2 化学反応におけるエンタルピー変化(熱化学方程式と反応熱)
9-2-3 ヘスの法則とは
9-2-4 標準生成エンタルピー,ΔHf°
9-3 自然界の現象は乱雑さを増大させる方向に進行する
9-3-1 乱雑さを表す言葉:エントロピー,S
9-3-2 ギブズの自由エネルギー,G
コラム/発展 カロリーってエネルギー?
演習問題
第10章 化学と物質:無機化合物
10-1 有機化合物とは,無機化合物とは
10-2 半導体とは
10-2-1 固体物質のバンド構造
10-2-2 さまざまな種類の半導体
10-2-3 p型半導体とn型半導体の組み合わせ
10-2-4 平衡状態にあるpn接合のエネルギーバンド
10-2-5 pn接合に電圧をかける
10-3 いろいろな機能を持つ半導体
10-3-1 光る半導体(発光ダイオード LED)
10-3-2 発電する半導体(太陽電池)
コラム/発展 錯体の中心金属の電子配置
演習問題
第11章 化学と物質:有機化合物
11-1 多様な有機化合物
11-2 有機化合物の構造を書く
11-3 有機化合物の本当の姿を知る
11-3-1 共鳴構造を考える
11-3-2 カルボン酸はどうして酸なのか
11-4 有機化合物を特徴づけるもの
11-5 有機化合物の反応
11-6 有機化合物のかたちと機能
11-6-1 セッケン,洗剤の構造
11-6-2 洗剤が汚れを落とすわけ
コラム/発展 分子の世界では鏡の中の世界も現実に:
“はやぶさ2”が解明しようとしていること
演習問題
第12章 化学と物質:高分子化合物
12-1 高分子とは
12-2 高分子の分子量を考える
12-3 高分子のかたちを考える
12-3-1 ポリエチレンにもいろいろある
12-3-2 網目状の高分子
12-4 高分子が集合したかたち
12-4-1 結晶と非晶が共存する
12-4-2 高分子を熱するとどうなるか
12-5 生分解される高分子
コラム/発展 地球温暖化
二酸化炭素濃度はどのようにして測るのか:赤外線ガス分析計
演習問題
演習問題の解答
索引