（３人）こんにちは。
化学を楽しく勉強しちゃおうと思っているケミカルシスターズのリホです。
ナオです。
カナです。
さて物質を作る基本粒子である原子同士の結合の様子が少し分かってきました。
でも物質っていろいろ。
固体だったり液体だったり…。
ナオちゃんはどう？うん。
軟らかかったり硬かったりもするよね。
何でこんな違いがあるんだろう。
確かに物質っていってもいろんな違いがあるよね。
カナちゃんどうして？それはね粒子がどのように結合しているのかという事によるの。
原子同士やイオン同士の結びつきを化学結合っていうんだけれど化学結合には３種類あるの。
３種類ですか？そう。
今日はその中のイオン結合について学んでいきます。
そこで今日のテーマは…イオンって前回出てきたよね。
確か陽イオンはプラスの電荷を帯びた粒子で陰イオンはマイナスの電荷を帯びた粒子でしょ？合ってる？正解！今日はそれらのイオン同士がどのように結合して物質を作るのかそしてイオン結合で出来た物質はどんな性質を持っているのかを学習します。
そこで今日のキーワードは…。
はい。
はい。
ジャン。
硬いものって丈夫なんじゃないの？普通はそう思うよね。
でも実は硬い物質ほど割れやすくてもろいの。
へえ〜そうなのかな？何で？その理由は…それは後のお楽しみ。
それではケミストリーの世界に入りましょう。
は〜い。
は〜い。
ねえねえ硬いものって本当に壊れやすいのかな？ねっどうなんだろうね。
最初のコーナーは「イオン結合」です。
イオン結合って？それでは周期表を使って説明しましょう。
金属元素のみからなる結合が金属結合。
そして非金属のみからなる結合が共有結合。
そしてこの金属元素と非金属元素からなる結合がイオン結合なんです。
化学結合には３種類あるけれど今日学ぶイオン結合は金属元素と非金属元素からなる結びつきなんですね。
そういう事です。
例えば金属元素であるナトリウム原子はこの最外殻の電子を失って正の電荷を帯びた陽イオンになります。
一方非金属元素である塩素原子は電子を受け取りこのように陰イオンになります。
この２つはプラスとマイナスなので静電気的な引力で引き合って互いの電荷を打ち消し合うような割合で結びつきＮａＣｌ塩化ナトリウムになります。
このような陽イオンと陰イオンの静電気的な引力による結合をイオン結合といいます。
はい。
今日の最初のケミカルポイントは…今度は「イオン結晶」です。
結晶ってよく聞く言葉だね。
雪の結晶とか。
そう。
結晶っていうのは…結晶は粒子が規則正しく並んだ個体。
それじゃイオン結晶っていうのは？例えばこれ。
これがイオン結晶です。
これは何？これは岩塩。
主な成分は塩化ナトリウムつまり食塩です。
透き通っていてきれいですね。
この食塩のようなイオン結晶には３つの特徴があります。
１番の「硬いがもろい」というのはどういう事ですか？でも…ん？どういう事？うん。
例えばこの輪ゴム。
この輪ゴムみたいに軟らかいものは力を加えても伸びたり縮んだりして形は変わるけど壊れませんよね。
でも硬いもの。
例えばガラスのコップ。
これは落とすと簡単に割れてしまうでしょ？うん。
ではこの岩塩をこれから割ってみせましょう。
さあ割れるかな？気を付けてね。
はい。
おっ！スパッと割れましたね。
すごくきれいに割れるんだね。
このように…どうして平らになるの？ではこちらの図を見て下さい。
岩塩塩化ナトリウムはナトリウムイオンと塩化物イオンが静電気的な引力で引き合い規則正しく配列します。
するとこのような結晶岩塩が出来ます。
その内部はというとプラスとマイナスが規則正しく並んでこのような結晶になっているんです。
しかし外から力を加えるとこのイオンの配列が僅かにずれます。
一度ずれるとプラスとマイナスで引き合っていたものがマイナスとマイナスプラスとプラスで反発が起こりそのため陽イオン同士や陰イオン同士で反発して特定の面で割れやすくなるんですね。
なるほど。
それで一定の面に沿って割れるんですね。
それではイオン結晶の２つ目の特徴…イオン結合は…え？という事は食塩も加熱すると液体になるんですか？液体の食塩なんてそんなの見た事ないよ。
そうだよね。
ふだんは見る事がないよね。
では液体の食塩見てもらいましょう。
食塩を試験管の中に入れて加熱します。
塩化ナトリウムの…ガスバーナーで加熱していきます。
加熱された部分が液体になっていきます。
食塩は完全に液体になりました。
岩塩イコール食塩ですよね。
食塩の液体初めて見ました。
８００℃なんてすごい温度でないと溶けないんですね。
ふだん見る事はない訳だ。
じゃあイオン結晶の３つ目の特徴液体にしたり水溶液にすると電気を通す。
これはどういう事ですか？この前やった食塩水の実験覚えてる？はい。
食塩水は電気を通しました。
そう。
食塩を水に溶かすと電気を通しました。
じゃあ食塩の固体や液体はどうなんでしょう。
実験で確かめてみましょう。
電気を通すでしょうか？食塩の固体は電気を通しません。
電球がつきました。
では液体になった食塩はどうでしょうか？電球がつきました。
食塩の液体は電気を通します。
今の結果をまとめてみましょう。
はい。
食塩の固体です。
固体の状態ではイオンが移動できないので電気を通しませんでした。
次に水溶液です。
水溶液にするとイオンが移動できるので電気を通しました。
最後に液体です。
加熱して液体にするとイオンが移動できるようになり電気を通しました。
これでイオン結晶の３つの性質分かってもらえましたか？はい。
それではこのコーナーのケミカルポイント！…といった性質がある。
ところでイオン結合で出来た物質ってほかにはどんなものがあるんだろう。
知りたいよね。
こんにちは。
こんにちは。
先生教えて下さい。
イオン結合で出来た物質って今まで見てきた食塩以外にはどんなのものがあるんですか？私たちの身の回りにはイオン結合で出来たものがたくさんあります。
でもふだんの生活ではそれを実感する事はなかなかありませんね。
うん。
そこで今日はこんなものを用意しました。
何ですか？まるでお店のようですね。
はい。
スーパーマーケットに行ってイオン結合で出来ているものを探して集めてきました。
どんなものがあるんですか？例えばこの除湿剤です。
塩化カルシウムで出来ています。
重曹胃薬には炭酸水素ナトリウム。
卵の殻やチョークには炭酸カルシウムが含まれています。
へえ〜！こんなにあるんですか。
驚きました。
そうなんです。
それではイオン結晶の特徴の一つ水溶液は電気を通すという事を確かめてみましょう。
ここに用意したのは除湿剤塩化カルシウムです。
まずこの中身をあけてみましょう。
ではこれにこの電極棒を当ててみましょう。
ん？電球はつきませんね。
つまり電気を通さない。
はいそうなんです。
それではこの塩化カルシウムを水に溶かしますよ。
ではこの塩化カルシウムの水溶液に先ほどの電極棒を入れてみましょう。
あっ電球がつきました。
という事は除湿剤の水溶液は電気を通します。
私除湿剤を水に溶かすと電気を通すなんて考えた事もありませんでした。
こんなふうにイオン結合で出来たものは私たちの身近にいっぱいあるんです。
そうなんですね。
何だか化学がぐっと身近になった気がします。
先生ありがとうございました。
今日は…話題のケミカルグッズをご紹介。
今日ご紹介するのはアルコールランプ。
アルコールは８分目まで。
そして芯は５ｍｍくらい出ているのを確認しましょう。
火は横から近づけるのがポイント。
魅惑の炎が燃え上がるわ。
消す時は横から蓋をかぶせるの。
そのままにしておくと取れなくなる事があるのでかぶせ直すのを忘れないで。
ケミカルガールの必須アイテムアルコールランプ。
最後は「組成式」です。
組成式？カナちゃん組成式って？それじゃあまずこれを見て。
これはＣＯ二酸化炭素の化学式です。
それじゃあ組成式は？そして組成式を見ると…それはいろいろな数の比の結びつきがあるの。
ではこちらの図で説明しましょうか。
これはカルシウムイオンＣａと塩化物イオンＣｌとが結びつく場合です。
カルシウムイオンはＣａ塩化物イオンはＣｌと表す事ができたよね。
この電荷を打ち消し合うようにするにはカルシウムイオン１個に対して塩化物イオン２個あればいいから数の比は１対２になりますよね。
求めた数字を元素記号の右下に書きます。
Ｃａが１でＣｌは２です。
この１は省略するのでこの場合の組成式はＣａＣｌとなります。
では最後にこの組成式の読み方なんだけれど…。
読み方にも決まりがあるんですか？はい。
この組成式は陽イオン陰イオンの順に並んでいるけれど物質名はどうなるのかな。
う〜んと左から順番に読んでカルシウム塩化物イオンですか？ああ…リホちゃん残念。
これは塩化カルシウムと読みます。
カルシウムイオンは「イオン」を取って塩化物イオンは「物イオン」を取ります。
そして陰イオン陽イオンの順で読みます。
なので塩化カルシウムというんですね。
なるほど。
このルールを知っておくとイオンで出来た物質の組成式を書いたり読んだりできるようになるね。
今日は岩塩の結晶がスパッと平らに割れる事に驚きました。
それがイオン結晶の特徴でした。
割れた面はとってもきれいだったよね。
ナオちゃんはどうだった？私は岩塩を熱するととっても高い温度で溶けて液体になってしまうのにびっくりした。
そうだったね。
それもイオン結晶の特徴の一つだったね。
うん。
でも私イオン結晶はあんまり好きじゃないなあ。
え？どうして？それはね固い結びつきなのに壊れやすいから。
私たちの結びつきもそうなのかなあ。
ナオちゃんそれは考え過ぎだよ。
イオンの結びつきと私たちの友情は違うんだよ。
そうだよナオちゃん。
これからも仲良くして番組盛り上げていこうね。
ねっ！頑張ろうね。
頑張ろう！2015/07/08(水) 14:00〜14:20
ＮＨＫＥテレ１大阪
ＮＨＫ高校講座 化学基礎▽イオン結合とイオン結晶〜硬いけれど壊れやすい結びつき[字]
化学基礎は平成２４年度から新たに設けられた科目で、中学校から高校への橋渡しの役目をする内容です。基礎をしっかり学んで、本格的な化学の学習に役立ててください。
詳細情報
番組内容
化学結合には、金属元素と非金属元素によるイオン結合、金属元素のみからなる金属結合、非金属のみからなる共有結合の３種類がある。今回は、イオン結合のしくみや、イオン結晶の性質について学ぶ。
出演者
【解説】神奈川大学附属中・高等学校教諭…小柳めぐみ，【出演】高田里穂，吉田奈央，横畠加奈子，【語り】伊倉一恵
ジャンル :
趣味／教育 – 中学生・高校生
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