物理化学（メニュー）
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物物物物 物物物物物 （） 0-1. • 物物物物 0- 2. • 物物物物物物 0- 3. • 物物物物物物 0- 4. • 物物物物物物 0- 5. • 物物物物物物物物物物 0- 6. • 物物物物
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物理化学（メニュー）. 序論（ 0-2 物理量と単位） 単位の換算（ CGS→SI 単位系）. 換算係数を考える。. A. B. C. D. E. F. G. K. M. H. O. L. N. I. J. 序論（ 0-2 物理量と単位） 例１. 気体定数は R = 0.082057 atm dm 3 K -1 mol -1 これを JK -1 mol -1 であらわせ。. A. B. C. D. E. G. F. 物理化学（メニュー）. 0-3-1. 原子. 陽子と中性子の 質量 はほぼ等しい。電子の 1840 倍. - PowerPoint PPT Presentation
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物理化学（メニュー）
0-1.
•有効数字
0-2.
•物理量と単位
0-3.
•原子と原子量
0-4.
•元素の周期表
0-5.
•モルとアボガドロ定数
0-6.
•化学量論
序論（ 0-2 物理量と単位）単位の換算（ CGS→SI 単位系）
m10cm1
m10dm12
1
33 cm?dm234.0
363323
333313
m10cm1m)10(cm)1(
m10dm1m)10(dm)1(
換算係数を考える。
33
33 cm?
dm
cmdm x
1m10
cm1
cm1
m10
1m10
dm1
dm1
m10
36
3
3
36
33
3
3
33
336
3
3
333 cm234
m10
cm1
dm1
m10dm234.0
A
B
C D
E F
G
H
I
J
K
L
M
NO
序論（ 0-2 物理量と単位） 例１
• 気体定数は R= 0.082057 atm dm3 K-1 mol-1
これを JK-1mol-1 であらわせ。
11113
3
33113
333
33
3
molKJ8.3144 molKmPa3144.8
dm 1
m10
atm 1
Pa101325 mol K dmatm082057.0
m10dm1
Pa101325atm1
mdm
Paatm
mPa1J1
R
からA
B
D
C
E
F G
物理化学（メニュー）
0-1.
•有効数字
0-2.
•物理量と単位
0-3.
•原子と原子量
0-4.
•元素の周期表
0-5.
•モルとアボガドロ定数
0-6.
•化学量論
0-3-1. 原子
＋
＋
－
－
＋
－
陽子 (proton)
中性子 (neutron)
電子 (electron)
原子のモデル
原子 (atom)
原子核(atomic nucleus) 核子 (nucleon)
陽子と電子の電荷は、符号が反対で、絶対値は等しい。
電荷の最小単位、電気素量（ elementary charge ） e ＝ 1.6022×10-19 C
中性子は電荷を持たない
陽子と中性子の質量はほぼ等しい。電子の 1840 倍
陽子と中性子の数の和を質量数（ mass number, A ）
陽子の数は原子番号（ atomic number, Z ）に等しい。＝電気的に等しい原子は電子の数と等しい。
Z に対して、アルファベットを当て、元素記号（ symbol elements ） , 原子記号（ atomic symbo
l ） ,例： Z=6 ： C 、 Z=1:H
E
F
G
H
J
A
B
CD
K
I
0-3-1. 原子
C
C136
126
C
C13
12
元素記号
原子番号 Z
質量数 A
核種（ nuclide ）：原子番号と質量により規定される一個の原子種
陽子数 + 中性子数
陽子数
例：天然炭素の質量数 12 と 13 の二種類が存在している。
or
原子番号は同じであるが質量が異なる核種を、互いに同位体（ isotope ）という。
存在量の割合を存在比（ relative abundance ）という。
D
E
A B
C
0-3-1. 原子
電子銃
試料
磁石
検出器
ポンプで吸引
質量分析計の構造
相対的な質量や存在比は質量分析計（ mass spectrometer ）により、測定
加速器真空化でイオン
化した原子
電場で加速
磁場の影響で軌跡を曲げる例：イオンの小さいほど影響が大きい
磁場の強さを変化し、焦点を結び、検出
される
10 12 14
検出
器の
イオ
ン電
流 質量スペクトル(mass spectrum)
天然炭素の存在比12C ： 98.93 ％13C ： 1.07 ％
A
B
0-3-2. 原子量
998.18
kg109926.1
kg101547.312
12
26
26
炭素一個の質量フッ素一個の質量
フッ素原子の相対質量
原子 1 個の質量はおよそ 10-27 から 10-25 kg
＋
＋
－
－
数値が小さいので比較するのは大変
原子の質量の相対値を用いることが考案された。
相対質量の基準として、12C 核種＝ 12 として定めた。（ 1961 年）
例：フッ素原子の相対質量は12C 、 1 個の質量は 1.9926×10-26 kg9F 、 1 個の質量は 3.1547×10-26 kg
元素の原子量（ atomic weight; A ） : 単位を持たない一種類の核種：相対質量は原子量である。多種類（同位体）の核種：各核種の相対質量の平均値。
A
B
D
E
C
F
0-3-2. 原子量
• 炭素の原子量を求めてみよう。炭素は二種類の核種 12C,13C からなる。相対質量、 12C=12 、 13C=13.00335存在比、 98.93% 、 1.07% （ヒント：相対質量ｘ存
在比）
01.12
0107.000335.139893.012)C(
rA
A
B
元素の原子量（ atomic weight; A ） : 単位を持たない一種類の核種：相対質量は原子量である。多種類（同位体）の核種：各核種の相対質量の平均値。
D
C
0-3-2. 原子量• 原子質量単位（ atomic mass unit; u ）12C 核種の質量の 1/12 を単位としたもの、1 u=1.66054×10-27 kg∴ 相対質量を原子質量単位に変換する場合12C の相対質量⇔ 12 u13C の相対質量⇔ 13.00335 u 陽子：1.007276 u中性子： 1.008665 u電子： 0.000549 u
陽子と中性子の質量はほぼ 1 u に等しい
A
B
C
小テスト 1
0-1＆ 0-2
小テスト 1 ＿＿＿ / ＿＿＿点名列番号 ＿ P ＿ ＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿ 採点者 名列＿ P ＿ ＿
例 0 ･ 1. 次の数値を有効数字 3 桁で表すといくらか。
3
4
1023.10.001234f)
1050.115000e)
59.11.58501d)
58.11.5850c)
58.11.575b)
23.11.234a)
小テスト 1 ＿＿＿ / ＿＿＿点名列番号 ＿ P ＿ ＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿ 採点者 名列＿ P ＿ ＿
例 0 ･ 2. 有効数字の桁数に注意して、次の計算結果を求めよ。ただし、値はすべて測定値とする。
25
2
2222
21-
m 5.303.033.56
m) 1.3 m (2.35 m 33.56c)
)J(10 5.2)smkg(10 2.5 249.704
)ms (9.8 kg 2.6b)
m 6.266234.26
m 0.0266 m 25.3 m 1.35a)
序論（ 0-2 物理量と単位）単位の換算（ CGS→SI 単位系）
m10cm1
m10dm12
1
33 cm?dm234.0
363323
333313
m10cm1m)10(cm)1(
m10dm1m)10(dm)1(
換算係数を考える。
33
33 cm?
dm
cmdm x
1m10
cm1
cm1
m10
1m10
dm1
dm1
m10
36
3
3
36
33
3
3
33
336
3
3
333 cm234
m10
cm1
dm1
m10dm234.0
序論（ 0-2 物理量と単位） 例１
• 気体定数は R= 0.082057 atm dm3 K-1 mol-1
これを JK-1mol-1 であらわせ。
11113
3
33113
333
33
3
molKJ8.3144 molKmPa3144.8
dm 1
m10
atm 1
Pa101325 mol K dmatm082057.0
m10dm1
Pa101325atm1
mdm
Paatm
mPa1J1
R
から
小テスト 2
0-1＆ 0-2
問題0.1. 次の数値を有効数字 3 桁で表すといく
らか。
3
3
2
4
2
2
3
4
105.020500 h)
104.8034800 g)
103.823800 f)
1004.3)3(30400 e)
10200.1)(01200.0 d)
1020.1)(0120.0 c)
108.25)(00825.0 b)
106.5)(00065.0 a)
桁）（有効数字
桁）（有効数字
桁）（有効数字
桁有効数字
科学的表記表
科学的表記表
科学的表記表
科学的表記表
－
－
－
－
小テスト 2 ＿＿＿ / ＿＿＿点名列番号 ＿ P ＿ ＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿ 採点者 名列＿ P ＿ ＿
問題0.2. 下記の数値を測定値として考え、結果を適
切な桁数の有効数字で答えよ。a. 18.7444 g に 13 g を加える。 18.7444 ＋ 13 ＝ 31.7444 A. 32 gb. 48.743 mg から 0.12 mg を引く。 48.743 ー 0.12 ＝ 48.623 A.
48.62 gc. 一辺が 1.6 cm の正方形の面積はいくらか。 1.6 cm ｘ 1.6 cm ＝ 2.56 A. 2.6
cm2
d. 20.8 m を 4.1 m で割る。 20.8 m / 4.1 m ＝ 5.073 A. 5.1 m
問題
単位の換算について次の問いに答えよ。a. 気体定数は R= 0.082057 atm dm3 K-1 mol-1
である。これを熱の単位として古くから知られている cal を用いてあらわせ。 1 cal = 4.184 J
b. 野球選手のスピードボールは時速 92.5 mile である。これを cm s － 1 の
単位で表せ。ただし、 1 mile=1.60 km とする。
A. 1.987 cal K-1 mol-1
A. 4.11 x 103 cm s-1
次の数値を有効数字 3 桁で表すといくらか。
3
4
1023.10.001234f)
1050.115000e)
59.11.58501d)
58.11.5850c)
58.11.575b)
23.11.234a)
3
3
2
4
2
2
3
4
105.020500 h)
104.8034800 g)
103.823800 f)
1004.3)3(30400 e)
10200.1)(01200.0 d)
1020.1)(0120.0 c)
108.25)(00825.0 b)
106.5)(00065.0 a)
桁）（有効数字
桁）（有効数字
桁）（有効数字
桁有効数字
科学的表記表
科学的表記表
科学的表記表
科学的表記表
－
－
－
－
