なんとなくわかる高校化学

単体と化合物

【まとめ】物質は純物質、混合物に分けられ、純物質は単体、化合物に分けることができる

これまでに原子の世界での化学のことをみなさんには見てもらいました。これからは少し、みなさんの身の回りのものの化学について説明していきたいと思います。

ここでは物質を純物質、混合物、単体、化合物の違いについて説明します。


物質の分類

まず、世の中のもの(物質)はすべて、純物質混合物に分けることができます。

純物質…人間世界のレベルで他のもの混ざっていないもの
混合物…人間世界のレベルで他のもの混ざっているもの

※「人間世界のレベル」という言葉が謎だと思いますが、そこも含めて説明していきたいと思います。(笑)

まずここで考えて欲しいのが、みなさんの周りにあるもので考えると、例えば、水の場合、あれは他のものと混ざっていませんよね。単に「」だけです。なので、水は純物質になります。

水は純物質なのですが、塩水となったら、どうでしょうか。
塩水は名前の通り、塩と水が混ざっていますよね。なので、塩水は混合物になります。

このように純物質か混合物かを考える際には特に化学の知識はいらず、人間世界(みなさんが暮らしている世界)での基準をもとに、混ざっている(混合物)か、混ざっていない(純物質)かを判断します

例えば、空気は酸素や窒素などが混ざった混合物ですし、コーヒーなども水やコーヒー豆、牛乳などが混ざった混合物です。
その一方で塩などは「塩」という他のものが混ざっていない純物質ですし、アルミニウムなども純物質です。

ポイントはその物質が他のものと混ざっているかどうかということを考えてみてください。



物質の分類 (単体と化合物)

そして、続いて、純物質は単体化合物に分けることができるのですが、これらが少しややこしく、つまづく人が多いところです。

単体…原子世界のレベルで他のもの混ざっていないもの
化合物…原子世界のレベルで他のもの混ざっているもの

ここで、また「原子世界のレベル」という謎の言葉がありますが、もちろんそこも含めて説明していきます。

純物質は人間世界のレベルで純粋なもの、つまり水や塩、アルミニウムなどのように他のものと混ざっていないもののことなのですが、これらのうち、化学的(原子世界のレベル)で考えて他の原子と混ざっていない(1つの原子からできている)ものが単体他の原子と混ざっている(複数の原子からできている)ものが化合物となります。

例えば、水の場合はH2Oとなり、HとOという複数の原子からできているため化合物となります。
その一方でアルミニウムはAlとなり、Alという1つの原子だけでできているため、単体となるのです。

水とアルミニウム

このようにその物質が単体か化合物かを考える時にはその物質の分子式を考えてみてください

そして、単体か化合物かを考える際には原子、分子に関する化学の知識が必要となり、原子世界での基準をもとに、混ざっている(化合物)か、混ざっていない(単体)かを判断します


そして、この物質の分類に関してテストでよくあるパターンが2つあるので最後に紹介しておきますね。

1つ目が「それぞれの物質を混合物、単体、化合物に分けよ」というものです。

※純物質はさらに単体、化合物に分けられるため、選択肢から外されています。


例えば、「水、二酸化炭素、水素、ペンキ、金」を分ける場合、「化合物、化合物、単体、混合物、単体」になるのですが、ポイントはそれぞれの物質を化学式で書いてみるということです。
これらを化学式で書くと「H2O、CO2、H2、書けない、Au」となります。

この時、1つの元素で書けるものが単体、複数の元素で書けるものが化合物、書けないものが混合物となります。

※原子的に混ざっていない(1つの元素でできている)ものが単体、原子的に混ざっている(複数の元素を持っている)ものが化合物、人間世界的に混ざっているものが混合物です。

このようにそれぞれの物質を化学式で書いてみて判断してくださいね。



そして2つ目が「文章の言葉が単体を示しているのか元素を示しているか答えよ」というものです。

どういうことかというと、文章の「水素」という言葉を聞いた時に水素分子(単体)のことを言っているのか、水素原子(元素)のことのどちらを言っているかを問われるものです。
例:人の体は多くの水素を含んでいる。

水素分子(単体)と水(成分(元素)としての水素)

この場合は文章内でその言葉が単体のことを言っているのか、成分(元素)のことを言っているのかを考えるために、まずその物質の単体を思い浮かべます


例えばですが、水素の単体は気体なのですが、人の体のなかにそんなにたくさんの気体は入っていないですよね。なのでこの文章の場合は単体としての水素(気体)というよりも成分(元素)としての水素のことを指していると考えます。

もう一例あげておくと、カルシウムの単体は金属のため、キラキラと表面が光っているのですが、「人の骨にはカルシウムが多く含まれている」という文章があった場合はどうでしょうか。

人の骨が実際にキラキラと光っているかというとそうではないですよね。つまりこれはカルシウム単体のことでなく、成分(元素)のことを言っています。

そのため、このような問題があった場合はまず、水素の単体、カルシウムの単体ってどんなのだっけと考えてから、文章内の言葉が単体のことを指しているのか、成分のことを指しているのか考えて判断してください。

まとめると、物質は純物質、混合物に分けられ、純物質は単体、化合物に分けることができる

読んでくれてありがとう!!