身のまわりの物質ってどのようにできているのでしょうか。
これは作り方とかではなくて、どんな要素からできているのか、ということです。
それを知るためには、ものを極限まで小さいユニットに分けていけば、わかるかもしれません。
今回は、物質ってどのようにできているのか、目には全く見えないレベルの小さい事柄の話をしていきたいと思います！
1年生の単元で、物質はとても小さな粒でできているということを学習しましたね。
さて、私たちに見えない小さな粒っていったいどんなものなのでしょうか。
そのような物質を構成する最小単位(粒子)のことを原子といいます。
私たちが普段からさわっているもの、みているもの、食べているもの、吸っている空気、そして自分自身の体に至るまで、全てのものは原子という小さな粒によってできています。それが大量に集合することで目に見えるサイズになっているのです！
ちなみに、原子1この大きさは約1nm(ナノメートル)です。ナノメートルなんて馴染みが無いと思いますが、これをメートルに直すと、0.000000000000001 mとなります。
とにかく「目で見れる訳がない！」という小ささなのです。
また、原子には種類があって、種類によって質量が決まります。あんな小さなものの重さが多少変わったとしても、対して変わらないんじゃないの？と思うかもしれませんが、それが大量に集合するとかなりの違いとなります。
あともう1つ重要なことがあります。それは、原子1つは天然で存在しないということです。あくまで最小単位であって、これが物質としての性質を持つには原子同士がくっつく必要があります。これについて次に詳しく説明しますね！
さて、どんな物質も原子が元となってできているということは、すべての物質は同じ性質を持ってしまわないの？と思うかもしれません。
しかし、そういうことはないのです。だって、紙だってペットボトルだってスマホの素材だってディスプレイだって、それぞれ別々の特徴を持っていますね。
このような特徴を作り出すために、様々な種類の原子が結びついていきます(原子1つでは性質をもちません)。
このようにして、原子同士が結びついて物体の性質を示す最小の単位を分子といいます。
分子は組み合わせが無限大にあり、結びつく原子の種類やその結び方によっても性質が異なります。
ちなみに、ふつう原子単体で存在しないので、世の中にあるものはすべて分子であるとも言えます。
そして、この分子が大量に結びつきあうことで、私たちが目にしている物が出来ているのです。
私たちが普段見たり触ったりしている物は、とーーっても小さな世界で作られているのです！
さて、このように物質が結びついて性質が決まるといいましたが、この結びつきを取ることも可能なのです。もちろん、結びつきを外すとすぐに別の結びつきを求めるので、別のところにくっついて新しい物質になることもあります。
このように、1つの物質が2つ以上の物質になることを分解、2つ以上の物質が1つの物質となることを化合といいます。
とくに、化合物が2つ以上の別の物質に分かれることを化学変化といいます。
化学変化の例としては、水の電気分解があります。水に電気を流すと、水素と酸素に分解されます。(これがどうして起こるのかについては別のページで解説しますね！)
一方で、こんな場合があります。エタノールと水を混ぜたようなものです。
エタノールと水は混ぜ合わせても化学反応せず、性質も両方のものを持ち合わせています。
このようなものは性質が新しい1つの物になっていないので、化合とは言いません。
分子には膨大な種類があることは説明した通りですが、くっつく原子の種類によって呼ばれ方が異なります！
例えば、同じ種類の原子同士がくっついて分子を構成するものを単体といいます。
単体とは、水素原子が2つ組み合わさって水素、酸素原子が2つ組み合わさって酸素といった具合です。
ちなみに、原子の数は有限なので、単体の種類も数えられる数しかありません。
一方で、違う種類の原子が1つでも混ざって構成されたもの化合物といいます。
水素原子2つと酸素原子1つが組み合わさって水、炭素原子1つと酸素原子2つが組み合わさって二酸化炭素、といったようなものです。
化合物は元素の組み合わせだけでなく、組み合わせる原子の数によっても性質が変わるなど、無限の可能性があります。今日新しく発見されるような分子は99.9%が化合物のことです。
最後までお読みいただきありがとうございました。
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