粒子 ― 物質の構造と化学変化
この領域では、物質を粒子としてとらえる見方が試される。原子・分子・イオンのモデル、化学変化の前後での原子の種類と数の保存、化合する質量の比、状態変化と化学変化のちがいが中心で、化学反応式を自分で書かせる問題や、質量の比例計算が頻出する。
物質のなりたち
- すべての物質は原子・分子・イオンなどの粒子からできている。
- 純物質は単体と化合物に分けられる。単体は1種類の元素からなり、化合物は2種類以上の元素が結びついたもの。混合物は純物質が混ざったもの。
- 原子は化学変化によって種類も数も変わらない。これが質量保存の法則と、化学反応式の係数合わせの根拠になる。
化学変化のきまり
- 化合する物質の質量の比は一定（定比例の法則）。銅:酸素 = 4:1、マグネシウム:酸素 = 3:2。
- 反応式は係数で原子の数をそろえる。例：2Cu + O₂ → 2CuO、CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。
- 酸化は酸素を受け取ること、還元は酸素を奪われること。炭素や水素は還元のはたらきをする。
- 中和：酸 + アルカリ → 塩 + 水。本質は H⁺ + OH⁻ → H₂O。
粒子のモデル
- 状態変化（融解・蒸発・凝固）は粒子の間隔と運動の変化だけで、粒子そのものは変わらない。化学変化ではない。
- 電解質は水に溶けるとイオンに分かれ、電流を流す。例：塩化銅 → Cu²⁺ + 2Cl⁻。
- 溶解度は水100gに溶ける最大の質量。温度を下げると溶けきれなくなった分が結晶として出る（再結晶）。
例題
銅0.64gを空気中で十分に加熱すると、0.80gの酸化銅になった。銅と酸素の化合する質量比を求めよ。 考え方：増えた質量が化合した酸素。0.80 − 0.64 = 0.16g。銅:酸素 = 0.64:0.16 = 4:1。この比を使えば、銅1.2gからは酸素0.3gが化合し、1.5gの酸化銅ができると計算できる。
失点しやすいところ
- 状態変化を化学変化と書いてしまう。
- 元素記号を並べただけで係数をそろえていない反応式。
- 質量保存は密閉した容器で成り立つことの理解不足。
- 気体が発生した場合の「減った質量＝発生した気体の質量」を見落とす。