高校化学　原子・分子・結晶

A1. 物質の分類（純物質・混合物・単体・化合物）

(1) 純物質と混合物

• 純物質：1 種類の物質だけからなる（例：水、酸素、塩化ナトリウム）
• 混合物：複数の物質が混ざったもの（例：空気、海水、合金）

(2) 単体と化合物

• 単体：1 種類の元素でできた物質 例：O₂, C, S, Cu
• 化合物：2 種類以上の元素からなる物質 例：H₂O, CO₂, NH₃

(3) 物質の分離法（高校必須）

• 蒸留：液体の沸点差を利用
• 再結晶：溶解度の差を利用
• 昇華：ヨウ素・ドライアイス
• クロマトグラフィー：吸着の違い

A2. 原子・分子の構造

(1) 原子の基本構造

原子は

• 陽子（+1）
• 中性子（0）
• 電子（−1）

で構成される。

(2) 原子番号・質量数

• 原子番号：陽子数（元素を決める）
• 質量数：陽子＋中性子
• 同位体（アイソトープ）：中性子数が異なる原子

(3) 電子配置（高校最重要）

電子はエネルギーの低い順に軌道へ入る。 代表例：

• H：1s¹
• He：1s²
• Li：1s² 2s¹
• C：1s² 2s² 2p²

(4) 電気陰性度

• 右上ほど大きい（F が最大）
• 差が大きいほど「イオン結合」になりやすい

(5) イオン結合

金属原子が電子を放出し、非金属原子が電子を受け取る。 代表例：NaCl, CaCl₂

(6) 共有結合

非金属同士が電子を共有して結びつく。 Lewis 構造式で電子対を示す。

(7) 分子の極性

• H₂O：折れ線 → 極性分子
• CO₂：直線 → 無極性分子

(8) 金属結合

金属原子の価電子が結晶全体を自由に動き回る → 電気伝導性・展性。

A3. 物質の三態と状態変化

(1) 固体・液体・気体の特徴

• 固体：粒子間相互作用が強く、形と体積を保つ
• 液体：体積を保つが形は容器による
• 気体：体積も形も保たず、容器全体に広がる

(2) 状態変化（物理変化）

• 融解（固 → 液）
• 凝固（液 → 固）
• 蒸発・沸騰（液 → 気）
• 凝縮（気 → 液）
• 昇華（固 ⇄ 気）

(3) 加熱・冷却曲線

状態変化が起こる温度では温度が一定になる（潜熱）。

(4) 融点・沸点

• 純物質は一定の融点・沸点をもつ
• 混合物では融点範囲が広がる

A4. 結晶の種類と性質

(1) イオン結晶

NaCl, CaF₂ など。

• 融点高い
• 硬い・もろい
• 固体では電気を通さない（溶融・水溶液で通す）

(2) 金属結晶

Cu, Fe, Ag など。

• 電気伝導性・熱伝導性が高い
• 展性・延性がある

(3) 分子結晶

ドライアイス (CO₂), ヨウ素 I₂。

• 分子間力が弱い → 融点低い
• 昇華しやすい

(4) 共有結合結晶

ダイヤモンド・黒鉛・SiO₂（石英）。

• とても硬い（ダイヤモンド）
• 電気伝導性（黒鉛のみ）

(5) 結晶格子と物性

結晶により物性が決まる（融点・硬さ・電気伝導性）。 高校ではイメージ理解が中心で数学的扱いは不要。

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