1章 元素と原子の性質 |
1.1 はじめに 1 |
1.1.1 化学の誕生 1 |
1.1.2 元素,原子とは 2 |
1.1.3 “モル”化学で最も大切な単位 3 |
1.2 原子の構造 5 |
1.2.1 原子の大きさ 5 |
1.2.2 陽子の数と質量 6 |
1.2.3 同位体 6 |
1.2.4 電子配置と軌道 7 |
1.2.5 典型元素と遷移元素 9 |
1.3 周期表 9 |
1.3.1 周期表に基づく元素の分類 9 |
1.3.2 イオン化エネルギー 10 |
1.3.3 電子親和力 11 |
1.4 化学結合 11 |
1.4.1 結合に関わる最外殻電子” 11 |
1.4.2 イオン結合 12 |
1.4.3 共有結合 12 |
1.4.4 配位結合 12 |
1.4.5 分子の極性 13 |
練習問題 14 |
2章 希ガス(O族)元素と水素 |
2.1 希ガス(O族)元素 15 |
2.1.1 希ガスの化学的性質と電子構造(閉殻構造と八隅子説) 15 |
2.2 水 素 17 |
2.2.1 水素原子の構造,水素化合物の例 17 |
2.2.2 水素イオン(H+) 19 |
2.2.3 生物にとって重要な水素化合物“水” 20 |
練習問題 21 |
3章 典型元素Ⅰ(s元素) |
3.1 s元素とは 22 |
3.2 1A族元素(アルカリ金属元素) 22 |
3.2.1 一般的性質 22 |
3.2.2 主な化合物 24 |
3.3 2A族元素(アルカリ土類金属元素) 25 |
3.3.1 一般的性質 25 |
3.3.2 主な化合物 26 |
4章 典型元素Ⅱ(p元素) |
4.1 p元素とは 28 |
4.2 3A族元素(ホウ素族元素;B, Al, Ga, In, Tl) 29 |
4.2.1 一般的性質 29 |
4.2.2 アルミニウム(Al) 30 |
4.3 4A族元素(炭素族元素;C, Si, Ge, Sn, Pb) 32 |
4.3.1 一般的性質 32 |
4.3.2 炭 素(C) 33 |
4.3.3 ケイ素(Si) 36 |
4.4 5A族元素(窒素族元素;N, P, As, Sb, Bi) 37 |
4.4.1 一般的性質 37 |
4.4.2 窒 素(N) 38 |
4.4.3 リ ン(P) 42 |
4.5 6A族元素(酸素族元素;O, S, Se, Te, Po) 43 |
4.5.1 一般的性質 43 |
4.5.2 酸 素(O) 44 |
4.5.3 硫 黄(S) 50 |
4.5.4 セレン(Se) 52 |
4.6 7A族元素(ハロゲン元素;F, Cl, Br, I, At) 54 |
4.6.1 一般的性質 54 |
4.6.2 フッ素(F) 55 |
4.6.3 塩 素(Cl) 56 |
4.6.4 ヨウ素(I) 57 |
練習問題 58 |
5章 電解質(Electrolyte)(水,弱酸の取り扱い) |
5.1 水,イオン 59 |
5.1.1 電解質 59 |
5.1.2 モル電気伝導度,Λo 60 |
5.1.3 イオン独立移動の法則 61 |
5.1.4 電離度,α 62 |
5.1.5 水の場合を考える 62 |
5.1.6 弱酸(弱電解質である酸)の取り扱い 63 |
5.2 弱酸に塩基を加える(中和反応) 65 |
5.2.1 中和反応 65 |
5.2.2 弱酸の中和反応 65 |
5.3 生体内における重要なpH酸緩衝作用 67 |
5.3.1 リン酸系 67 |
5.3.2 炭酸緩衝系 68 |
練習問題 69 |
6章 遷移元素(d元素) |
6.1 d元素の一般的性質 71 |
6.2 d元素のイオン化 73 |
6.2.1 イオン化傾向 73 |
6.2.2 d元素のイオン化エネルギー 73 |
6.2.3 d元素イオンの外殻電子 74 |
6.2.4 イオンの水和 75 |
6.3 d元素と錯体 76 |
6.3.1 錯体と配位子 76 |
6.3.2 d元素イオンの配位結合と希ガス型電子構造 77 |
6.3.3 配位子に依存するd元素イオンの安定な原子価 80 |
6.3.4 配位子に依存する錯イオンの色と構造 80 |
5.3.5 多座配位子 81 |
6.3.6 化学平衡と錯体の安定度定数 83 |
6.4 d元素と酸化・還元反応 84 |
6.4.1 遷移金属イオンの酸化と還元 84 |
6.4.2 酸化還元の反応方向と電池の起電力 85 |
6.4.3 標準電極電位 86 |
6.4.4 実際の酸化還元反応と標準電極電位 87 |
6.4.5 錯体の分子構造と分子軌道 89 |
6.5 生物における遷移元素 90 |
6.5.1 バナジウム 90 |
6.5.2 クロムとモリブデン 91 |
6.5.3 マンガン 93 |
6.5.4 鉄 95 |
6.5.5 コバルト 98 |
6.5.6 ニッケル 98 |
6.5.7 銅 99 |
6.5.8 亜鉛とカドミウム 100 |
練習問題 101 |
7章 生命現象と金属元素 |
7.1 細胞膜を隔てたイオン濃度のバランス 104 |
7.1.1 細胞の内外でイオンの分布は異なる 104 |
7.1.2 イオンポンプとイオンチャンネル 105 |
7.1.3 細胞内イオン濃度と浸透圧の調節 109 |
7.1.4 イオンチャンネルと神経 109 |
7.2 生命活動とエネルギー 111 |
7.2.1 細胞が使えるエネルギー 111 |
7.2.2 アデノシン三リン酸(ATP) 112 |
7.2.3 ミトコンドリアでのATP合成 113 |
7.2.4 クロロプラストでの光合成とATPの合成 116 |
7.2.5 電子キャリアの構造 119 |
7.3 物質の輸送 123 |
7.3.1 ヘモグロビンと酸素の輸送 124 |
7.3.2 ヘモグロビンと二酸化炭素の輸送 128 |
7.3.3 その他の物質の輸送 129 |
7.4 生命活動と物質の変換 129 |
7.4.1 金属イオンと酵素 130 |
7.4.2 酸素の酸化力と毒性 133 |
7.5 化学反応速度の調節と生命 134 |
7.5.1 酵素活性の調節 135 |
7.5.2 刺激に対する細胞の応答-酵素の活性化 135 |
7.6 遺伝情報と金属元素 138 |
7.6.1 核酸はヌクレオシドリン酸のポリマー 138 |
7.6.2 DNAは二重らせん構造 139 |
7.6.3 遺伝情報の発現と調節-金属元素が機能出来る過程 140 |
7.6.4 遺伝子構造の変異と損傷-進化と発がん 144 |
練習問題の解答例 147 |
索引 153 |