0472 【物質の成り立ち5】原子・分子2　原子

ということで、原子は物質を作る最小の粒だと言われています。

19世紀の初めにイギリスのドルトンが原子の考え方(原子説)を提唱しました。

原子の性質

この原子には3つの性質があります。
①化学変化によって、原子を分割することはできない。^*1
　原子が物質をつくる「最小の粒」といえるゆえんです。

②化学変化のとき、原子はなくなったり、新しくできたり、他の種類の原子になったりしない。*1
　端的に言うと、「増えない、減らない、変わらない」ということ、
　10個の水素原子はどこまでいっても10個の水素原子で、5個に減ったり20個に増えたり、10個の酸素原子になったりしません。

③原子の質量や大きさは種類ごとに決まっている。^*2
　水素原子ならこの大きさ，この質量、酸素原子ならこの大きさこの質量と決まっています。

ま、長々といっていますが、お金(硬貨）でイメージすると
①100円玉を半分に切って「50円です」ってわけにはいきませんよね。
②10円玉5個はいつまでたっても10円玉5個。3個に減ったり10個に増えたり、勝手に50円玉になったりしません。
③1円玉は直径2cmで１ｇ、5円玉は22mmで3.75g（１匁）と種類ごとに質量や大きさがきまっていますね。
という感じでそういわれると「ま、そうだろうな」と感じる人も多いのではないでしょうか。
ただ、②の性質は、今後、化学反応式の立て方I（もっというと中学生が理解すべき化学変化の本質）につながるところです。

注　（かえって混乱を招くので，特に疑問を持っている人以外は気にしなくてよい)
*1　①②は「化学変化」を前提にしています。原子力発電などで起る核分裂は，①②のルールが崩れますが、あれは化学変化ではないのでセーフ。
*2　同位体といって、同じ種類の原子でもわずかに違う質量のものがあります。

原子の大きさと質量

　原子はとっても小さいです。例えばアルミニウム原子の直径は1億分の3cm。アルミニウム原子1億個がずらーっと一列に並ぶと３ｃｍになります。
　それだけ小さいものですから、原子1個の質量も小さいのはわかるでしょう。1000垓分の4.5ｇ、220垓個集まって１ｇとなります。「兆」の1万倍が「京」、京の1万倍が「垓」です。わけがわかりませんね。

　私たちの身の回りにある物質は、とんでもなく小さい直径と質量の原子がとんでもなくたくさんあるというわけです。

元素

　原子の種類が元素です。
　お米には「ササニシキ」とか「コシヒカリ」とか「あきたこまち」などの品種、つまりお米の種類がありますよね。ここで「お米」にあたるのが原子、「ササニシキ」とかが元素というイメージしてくれるとわかりやすいかと思います。
両者の違いを私の感覚でざっくり説明すると、
「原子」は原子核と電子でできた粒子、すなわち「もの」をさすのに対し、「元素」は、(陽子の数が)同じ原子,つまり同じ種類の原子ごとにつけるラベルのようなものと考えるとわかりやすいでしょうか。原子に比べてちょっと抽象的な概念です。
周期表は、お米の品種一覧表のようなものですね。
　ちなみに、「元素」は英語でelement　といい、要素、要因という意味もあり歴史的にも「物質の根源」みたいな意味でも使われています。一方、「原子」は英語でatom　といい、a（～ない）＋tom（分割）で分割できない、というのが語源です。

　現在118種類の元素が確認されています。それぞれアルファベット１～２文字の記号で表され、それを元素記号と読んでいます。
　代表的な元素と元素記号については次のようなものがあります。これは英語でいえばアルファベットのようなもので、この後物質を表す化学式（英単語）、化学変化を表す化学反応式（英作文）をつくっていきます。ということはアルファベットにあたる元素記号は基礎中の基礎、完璧に知っていて当たり前ですね。ということで覚えてください。
水素　　　　　　H　　　　　　　
ヘリウム　　　　He　　　　　　
炭素　　　　　　C
窒素　　　　　　N　　　　　　　
酸素　　　　　　O　
硫黄　　　　　　S
塩素　　　　　　Cl　　　　　　　
ナトリウム　　　Na　　　　　　　
マグネシウム　Mg
アルミニウム　Al　　　　
ケイ素　　　　　Si　　　　　　　　　　　
カリウム　　　　K
カルシウム　　Ca　　　　
鉄　　　　　　　　Fe　　　　　　
銅　　　　　　　　Cu
亜鉛　　　　　　Zn　　　　　　
銀　　　　　　　　Ag　　　　　　
バリウム　　　　Ba
金　　　　　　　Au
こんなに覚えられないよ～！　という人は、ダジャレで覚える原子の記号の非金属編、金属編を見て覚えましょう。ふつうに覚えたほうが早いですから。