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基礎化学と生化学

担当:長官
化学の基本的な情報と、注目を浴びている生化学を紹介する!!
序章

化学は早くは中学、高校において本格的に授業が行われているが、 文部科学省など世界の機関が行った 「科学常識問題」の正答率 は低く、特に化学は高校で文系を選択した人々などでは身近な学問ではないかもしれない。 化学は医学や、工業などにおいて重要な位置を占める学問の一つであり、 最初に簡単な基礎化学を紹介するが、 当サイトは、超常現象や、様々な科学に触れて欲しいという目的で 運営されており、「理解出来なくてもこんな世界なんだ」と 知って頂けるだけでも貴重である。特に、11章の生化学については 近年の健康ブームの危険性などと関連して紹介したので一読いただけると幸いである。

一章.化学の歴史

科学的思考はギリシャの哲学者たちによって生まれ、 エジプト人によって実用化された。 その後、アラビア人に引き継がれ、 金で無い物を金に変えようとする「錬金術」が生まれた。 錬金術は成功することなく夢物語で終わったが、 エタノール、酢酸など現在では欠かせない重要な発見につながった。 つまり、錬金術が化学の始まりでもあったのだ。

二章.原子

化学において原子は欠くことが出来ないほど重要である。 原子は原子核(陽子・中性子)、電子の粒子から成り立っており、 電子はこれらに対して極めて小さい。

三章.メンデレーエフと周期表

化学の発達により様々な元素が発見され、 科学者たちは様々な物質の関係を探ろうとした。 そして、1869年にメンデレーエフはこれらの関係を予想した。 それは、化学を考える上で欠かすことの出来ない 現在の周期表とほぼ一致しており、驚くべき洞察力である。

四章.化学結合と化学反応式

原子はイオン結合、共有結合などによって分子を形成し、 例えば水素分子(H2)と酸素分子(O2)が水素結合して水(H2O)を形成している。 化学反応式は化学反応を表したもので、 実験や工業化の際などの際に、実験方法、効率などを求める際の参考にされる。 化学反応が起こる際には熱が吸収・放出され、反応熱は 標準状態(25℃、1気圧)で測られている。 熱は主にカロリーで表され、1カロリーは水1gの温度を1℃上げるのに必要な 熱量であり、比熱はその物質の意温度を1℃上げるのに必要なカロリー数と定義されている。

五章.気体の状態

気体の状態を考える際には、気体の状態方程式が頻繁に用いられれる。 これらを考える上ではセルシウス温度ではなく、ケルビン温度が用いられる。 ケルビン温度では0℃が273Kに相当し、 いかなる気体も標準状態で1モル(化学においての重要な単位)あたり 6.02×10~23個の原子、22.4Lの体積であることは化学の不思議さを放っている。

六章.物質の三態と溶液

物質の状態の基本的なものとして三態(気体、液体、固体)がある。 様々な溶液は溶媒(溶かす方)、溶質(溶かされる方)から成り立っているが、 混じり合わない場合もある。

七章.酸、塩基と中和反応

塩酸、硫酸、硝酸など酸という言葉はよく知られている。 酸の定義にはアレニウスによるものなど幾つかあり、 酸と塩基が反応すると水と反応物が出来る。 また、同pH(水素イオン濃度)も環境問題などで よく取り上げられる。pHが1に近いほど強い酸で、 14に近いほど強い塩基性である。 体内の血液の正常なpHは7.35〜7.45であり、少し塩基性である。

八章.化学反応速度と化学平衡

化学反応が起こる際には活性化エネルギーを超えなければならない。 この活性化反応を下げる働きがある物質は触媒と呼ばれている。 体内においても様々な物質が生成されているが、 化学工場のように高温、高圧状態になっているわけではない。 しかし、反応はスムーズに進んでいる。 これは、触媒があるためで、生体触媒は酵素と呼ばれている。


有機化学、核化学、生命現象の化学…
引き続き「現代社会と化学(続編)」をお楽しみください。