| 基礎理論編 |
| 1 化学とは 3 |
| 1.1 化学の始まり―錬金術 4 |
| 1.2 観測が主な仕事の天文学と物理学 4 |
| 1.3 実験科学,理論科学と野外科学 5 |
| 1.4 新元素の発見と天文学 5 |
| 1.5 基本的な用語について 7 |
| 2 元素名の由来と周期表 9 |
| 2.1 西洋文化から渡来した元素名 |
| 2.2 周期律 13 |
| 2.3 地球における元素の分布と存在度 18 |
| 2.3.1 元素の分布 18 |
| 2.3.2 クラーク数と鉱床について 19 |
| 2.3.3 資源 19 |
| 3 原子核の化学 |
| 3.1 放射性同位元素 26 |
| 3.2 原子核の安定性 26 |
| 3.3 放射性元素の壊変系列について 27 |
| 3.4 放射化学動的平衡 28 |
| 4 原子の組立て原理 31 |
| 4.1 量子力学の考え方と基本式 32 |
| 4.2 ハイゼンベルクの不確定性原理 33 |
| 4.3 エネルギーの最小単位=ブランクの定数 33 |
| 4.4 シュレディンガーの波動方程式 34 |
| 4.5 パウリの排他則 35 |
| 4.6 フントの法則 35 |
| 4.7 原子軌道の種類 36 |
| 5 気体の状態方程式 39 |
| 5.1 理想気体の状態式 40 |
| 5.2 実存気体ファン・デル・ワールスの状態式 45 |
| 6 反応速度 49 |
| 6.1 反応速度と濃度 50 |
| 6.2 1次反応 51 |
| 6.3 2次反応 53 |
| 6.4 反応速度と温度の関係 54 |
| 6.5 高速な化学反応 55 |
| 6.6 年代測定 56 |
| 7 化学平衡 59 |
| 7.1 平衡とは 60 |
| 7.2 質量作用の法則 60 |
| 7.3 ル・シャトリエの法則 61 |
| 7.4 アンモニア合成反応における原料のN2:H2の比の影響 63 |
| 7.5 アンモニア合成における原料中の不活性ガスの影響 64 |
| 8 物質収支 67 |
| 8.1 質量保存の法則 68 |
| 8.2 閉じた系 69 |
| 8.3 流れている系 69 |
| 8.4 循環流れのある系 70 |
| 9 液体,溶液,pHの概念と固体の構造 77 |
| 9.1 溶液の束一性 78 |
| 9.2 溶液濃度の表現法 78 |
| 9.3 束一性を示す性質 78 |
| 9.4 電解質溶液(アーレニウスの電離説とファント・ホッフの係数) 79 |
| 9.5 水素イオン濃度とpH 81 |
| 9.6 ネルンスト式とガラス電極pHメーター 81 |
| 9.7 物質の3態とは 84 |
| 9.8 固体の構造 85 |
| 9.9 イオン結晶と最密充填構造 87 |
| 9.10 共有結合結晶,金属結合結晶 88 |
| 10 ラウールの法則と気液平衡関係 89 |
| 10.1 純物質の蒸気圧 90 |
| 10.2 溶液の蒸気圧 91 |
| 10.3 沸点と露点と気液平衡関係 91 |
| 11 化学反応の分類 95 |
| 11.1 複分解反応と加水分分解反応 96 |
| 11.2 酸化還元反応 97 |
| 11.2.1 形式荷電 97 |
| 11.2.2 酸化還元反応の特徴 98 |
| 11.2.3 酸化還元電位 98 |
| 11.2.4 酸化還元の特殊な場合 99 |
| 11.2.5 酸化剤と還元剤との両性物質 100 |
| 11.2.6 異常な形式荷電の値をもった化合物 100 |
| 11.2.7 ボルン-ハーバーのサイクル 100 |
| 11.3 錯体反応 101 |
| 11.3.1 錯体とは 101 |
| 11.3.2 キレート化合物 105 |
| 演習問題解答 107 |
| 材料の化学編 |
| 1 機能材料 112 |
| 1.1 写真の化学と印写工学 112 |
| 1.1.1 銀塩写真 112 |
| 1.1.2 拡散転写法(ポラロイドカメラ方式) 114 |
| 1.1.3 非銀塩感光剤 114 |
| 1.1.4 電子写真 115 |
| 1.2 蛍光体と表示材料 117 |
| 1.2.1 蛍光体概論 117 |
| 1.2.2 蛍光体の種類 118 |
| 1.2.3 蛍光体の構造と発光メカニズム 119 |
| 1.2.4 蛍光体の用途 119 |
| 1.2.5 エレクトロクロミック材料 120 |
| 1.2.6 発光ダイオードとレーザ発光ダイオード 121 |
| 1.3 磁性体と磁気記録材料 122 |
| 1.3.1 磁性の原因と磁気現象の種類 122 |
| 1.3.2 反磁性 123 |
| 1.3.3 常磁性 123 |
| 1.3.4 強磁性 124 |
| 1.3.5 反強磁性 124 |
| 1.3.6 フェリ磁性 124 |
| 1.3.7 磁化曲線 125 |
| 1.3.8 硬磁性体と軟磁性体 125 |
| 1.3.9 光磁気記録媒体 126 |
| 1.3.10 巨大磁気抵抗効果 126 |
| 2. エネルギー関連材料 128 |
| 2.1 化学電池 128 |
| 2.1.1 実用電池 128 |
| 2.1.2 電池の機能による分類 129 |
| 2.1.3 電池の形態による分類 131 |
| 2.1.4 実用一次電池の種類 132 |
| 2.1.5 実用二次電池の種類 132 |
| 2.1.6 燃料電池の種類 132 |
| 2.1.7 電池反応 133 |
| 2.2 太陽電池 137 |
| 2.2.1 シリコン半導体の構造 137 |
| 2.2.2 シリコン太陽電池の発電原理 137 |
| 2.2.3 実用太陽電池の種類 138 |
| 2.2.4 太陽光エネルギーの密度と波長分布 140 |
| 2.3 原子力発電の核融合 141 |
| 2.3.1 ウランの核分裂連鎖反応 141 |
| 2.3.2 ウランの濃縮 141 |
| 2.3.3 減速材,冷却剤と核分裂の連鎖反応 142 |
| 2.3.4 制御棒 144 |
| 2.3.5 高速増殖炉 144 |
| 2.3.6 中性子の性質 144 |
| 2.3.7 核融合反応 145 |
| 3. ソーダ工業と食塩電解工業 147 |
| 3.1 アンモニアソーダ法(ソルベイ法) 147 |
| 3.2 食塩電解法 148 |
| 3.2.1 隔膜法 149 |
| 3.2.2 水銀法 150 |
| 3.2.3 イオン交換膜法 151 |
| 3.2.4 DSE電極について 152 |
| 物質各論編 |
| 1 sブロック元素 156 |
| 1.1 sブロック元素の概要 156 |
| 1.2 水素(H) 156 |
| 1.2.1 水素の存在 156 |
| 1.2.2 水素の同位体 156 |
| 1.2.3 水素イオン 157 |
| 1.2.4 水素化物と水素化物イオン 158 |
| 1.2.5 水素脆性と金属の破壊 159 |
| 1.2.6 水素ガスの液化とオルト水素とパラ水素 159 |
| 1.3 リチウム(Li) 159 |
| 1.4 ナトリウム(Na) 160 |
| 1.5 カリウム(K) 160 |
| 1.6 ルビジウム(Rb),セシウム(Cs)およびフランシウム(Fr) 161 |
| 1.7 擬似アルカリ金属アンモニウムイオンNH +4 162 |
| 1.8 ベリリウム(Be) 162 |
| 1.9 マグネシウム(Mg) 163 |
| 1.10 カルシウム(Ca) 164 |
| 1.11 ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba)およびラジウム(Ra) 164 |
| 2 pブロック元素 165 |
| 2.1 ホウ素族元素(13族,または3B族元素) 165 |
| 2.1.1 ホウ素(B) 165 |
| 2.1.2 アルミニウム(Al) 167 |
| 2.1.3 ガリウム(Ga) 170 |
| 2.1.4 インジウム(In) 171 |
| 2.1.5 タリウム(Tl) 171 |
| 2.2 炭素族元素 172 |
| 2.2.1 炭素(C) 172 |
| 2.2.2 ケイ素(Si)とケイ酸塩の化学 179 |
| 2.2.3 ゲルマニウム(Ge),スズ(Sn)および鉛(Pb)とそれらの化合物 184 |
| 2.3 窒素族元素(窒素,リン,ヒ素,アンチモン,ビスマス) 186 |
| 2.3.1 窒素と窒素族元素概説 186 |
| 2.3.2 窒素(N) 187 |
| 2.3.3 窒素族元素の酸化物 187 |
| 2.3.4 窒素族元素の水素化合物 188 |
| 2.3.5 窒化物 188 |
| 2.3.6 リン(P) 189 |
| 2.3.7 ヒ素(As)とその化合物 190 |
| 2.3.8 アンチモン(Sb)とビスマス(Bi) 191 |
| 2.4 酸素族元素と化合物 191 |
| 2.4.1 酸素(O) 191 |
| 2.4.2 イオウ族元素(カルコゲン) 194 |
| 2.4.3 ポロニウム(Po) 197 |
| 2.5 ハロゲンおよび擬似ハロゲン 197 |
| 2.5.1 フッ素(F)およびフッ化物 198 |
| 2.5.2 塩素(Cl)および塩化物 199 |
| 2.5.3 臭素(Br)および臭素の化合物 199 |
| 2.5.4 ヨウ素(I)およびヨウ素化合物 200 |
| 2.5.5 アスタチン(At) 200 |
| 2.5.6 擬似ハロゲン 200 |
| 2.6 0族元素(希ガス) 201 |
| 2.6.1 希ガスの概要 201 |
| 2.6.2 希ガスの各論 202 |
| 3 dブロック元素 204 |
| 3.1 遷移元素概論 204 |
| 3.2 亜鉛族元素の所属について 205 |
| 3.3 遷移元素各論Ⅰ(前期遷移元素) 205 |
| 3.3.1 スカンジウム(Sc)およびイットリウム(Y) 205 |
| 3.3.2 チタン(Ti) 206 |
| 3.3.3 ジルコニウム(Zr) 206 |
| 3.3.4 ハフニウム(Hf) 207 |
| 3.3.5 バナジウム(V) 207 |
| 3.3.6 ニオブ(Nb) 207 |
| 3.3.7 タンタル(Ta) 207 |
| 3.3.8 クロム(Cr) 208 |
| 3.3.9 モリブデン(Mo) 208 |
| 3.3.10 タングステン(W) 208 |
| 3.3.11 マンガン(Mn) 209 |
| 3.3.12 テクネチウム(Tc) 209 |
| 3.3.13 レニウム(Re) 210 |
| 3.4 遷移元素各論Ⅱ(後期遷移元素) 210 |
| 3.4.1 後期遷移元素とは 210 |
| 3.4.2 鉄(Fe) 210 |
| 3.4.3 コバルト(Co) 212 |
| 3.4.4 ニッケル(Ni) 212 |
| 3.4.5 ルテニウム(Ru) 213 |
| 3.4.6 ロジウム(Rh) 213 |
| 3.4.7 パラジウム(Pd) 213 |
| 3.4.8 オスミウム(Os) 214 |
| 3.4.9 イリジウム(Ir) 214 |
| 3.4.10 白金(Pt) 214 |
| 3.4.11 銅(Cu) 215 |
| 3.4.12 銀(Ag) 216 |
| 3.4.13 金(Au) 216 |
| 3.4.14 亜鉛(Zn) 217 |
| 3.4.15 カドミウム(Cd) 218 |
| 3.4.16 水銀(Hg) 218 |
| 4 fブロック元素 219 |
| 4.1 fブロック元素の特徴 219 |
| 4.2 ランタノイドと希土類元素 219 |
| 4.2.1 ランタノイド各論と用途 220 |
| 4.2.2 ランタン族元素の3価イオン水溶液の色 222 |
| 4.3 アクチノイド 222 |
| 4.3.1 トリウム(Th) 222 |
| 4.3.2 ウラン(U) 223 |
| 4.3.3 プルトニウム(Pu) 223 |
| 付録 225 |
| 付表 229 |
| 索引 235 |
図書
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