物理化学(メニュー)
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物理化学(メニュー). 序論( 0-2 物理量と単位) 単位の換算( CGS→SI 単位系). 換算係数を考える。. A. B. C. D. E. F. G. K. M. H. O. L. N. I. J. 序論( 0-2 物理量と単位) 例1. 気体定数は R = 0.082057 atm dm 3 K -1 mol -1 これを JK -1 mol -1 であらわせ。. A. B. C. D. E. G. F. 物理化学(メニュー). 0-3-1. 原子. 陽子と中性子の 質量 はほぼ等しい。電子の 1840 倍.

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Presentation Transcript


6096309

物理化学(メニュー)


0 2 cgs si

序論(0-2物理量と単位)単位の換算(CGS→SI単位系)

換算係数を考える。

A

B

C

D

E

F

G

K

M

H

O

L

N

I

J


6096309

序論(0-2物理量と単位) 例1

  • 気体定数はR= 0.082057atm dm3 K-1 mol-1

    これをJK-1mol-1であらわせ。

A

B

C

D

E

G

F


6096309

物理化学(メニュー)


0 3 1

0-3-1.原子

陽子と中性子の質量はほぼ等しい。電子の1840倍

原子のモデル

A

陽子と中性子の数の和を質量数(mass number, A)

B

Zに対して、アルファベットを当て、元素記号(symbol elements),原子記号(atomic symbol),

例:Z=6:C、Z=1:H

陽子の数は原子番号(atomic number, Z)に等しい。

=電気的に等しい原子は電子の数と等しい。

C

D

陽子(proton)

G

原子核

(atomic nucleus)

E

核子(nucleon)

J

原子(atom)

中性子(neutron)

H

電子(electron)

中性子は電荷を持たない

I

F

陽子と電子の電荷は、符号が反対で、絶対値は等しい。

電荷の最小単位、電気素量(elementarycharge)e=1.6022×10-19 C

K


0 3 11

0-3-1.原子

核種(nuclide):原子番号と質量により規定される一個の原子種

陽子数 + 中性子数

B

A

元素記号

質量数 A

原子番号 Z

陽子数

C

例:天然炭素の質量数12と13の二種類が存在している。

原子番号は同じであるが質量が異なる核種を、互いに同位体(isotope)という。

D

or

存在量の割合を存在比

(relative abundance)という。

E


0 3 12

磁石

電子銃

ポンプで吸引

試料

検出器

検出器のイオン電流

14

12

10

0-3-1.原子

相対的な質量や存在比は質量分析計(mass spectrometer)により、測定

A

質量分析計の構造

B

磁場の強さを変化し、焦点を結び、検出される

真空化でイオン化した原子

加速器

電場で加速

質量スペクトル

(mass spectrum)

磁場の影響で軌跡を曲げる

例:イオンの小さいほど影響が大きい

天然炭素の存在比

12C:98.93%

13C:1.07%


0 3 2

0-3-2.原子量

原子1個の質量はおよそ 10-27から10-25 kg

数値が小さいので比較するのは大変

原子の質量の相対値を用いることが考案された。

相対質量の基準として、

12C核種=12として定めた。(1961年)

A

例:フッ素原子の相対質量は

12C、1個の質量は1.9926×10-26kg

9F、1個の質量は3.1547×10-26kg

B

C

D

E

F

元素の原子量(atomic weight; A):単位を持たない

一種類の核種:相対質量は原子量である。

多種類(同位体)の核種:各核種の相対質量の平均値。


0 3 21

炭素の原子量を求めてみよう。

炭素は二種類の核種12C,13Cからなる。

相対質量、12C=12、13C=13.00335

存在比、98.93%、1.07%(ヒント:相対質量x存在比)

0-3-2.原子量

元素の原子量(atomic weight; A):単位を持たない

一種類の核種:相対質量は原子量である。

多種類(同位体)の核種:各核種の相対質量の平均値。

A

B

C

D


0 3 22

0-3-2.原子量

  • 原子質量単位(atomic mass unit; u)

    12C核種の質量の1/12を単位としたもの、

    1 u=1.66054×10-27 kg

    ∴相対質量を原子質量単位に変換する場合

    12Cの相対質量⇔12 u

    13Cの相対質量⇔13.00335 u

    陽子:1.007276u

    中性子:1.008665 u

    電子: 0.000549 u

A

B

C

陽子と中性子の質量はほぼ1 uに等しい


6096309

小テスト1

0-1&0-2

小テスト1  ___/___点

名列番号 _P_ ___ 氏名______ 

採点者 名列_P_ _


0 1 3

小テスト1  ___/___点

名列番号 _P_ ___ 氏名______ 

採点者 名列_P_ _

例0・1.次の数値を有効数字3桁で表すといくらか。


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例0・2. 有効数字の桁数に注意して、次の計算結果を求めよ。ただし、値はすべて測定値とする。


0 2 cgs si1

序論(0-2物理量と単位)単位の換算(CGS→SI単位系)

換算係数を考える。


6096309

序論(0-2物理量と単位) 例1

  • 気体定数はR= 0.082057atm dm3 K-1 mol-1

    これをJK-1mol-1であらわせ。


6096309

小テスト2

0-1&0-2


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小テスト2  ___/___点

名列番号 _P_ ___ 氏名______ 

採点者 名列_P_ _

問題

0.1.次の数値を有効数字3桁で表すといくらか。


6096309

問題

0.2.下記の数値を測定値として考え、結果を適切な桁数の有効数字で答えよ。

  • 18.7444 gに13gを加える。

    18.7444 +13=31.7444A.32g

  • 48.743mgから0.12mgを引く。

    48.743ー0.12 = 48.623A.48.62g

  • 一辺が1.6 cmの正方形の面積はいくらか。

    1.6 cmx1.6 cm = 2.56A.2.6cm2

  • 20.8 mを4.1 mで割る。

    20.8 m/4.1 m=5.073A.5.1m


6096309

問題

単位の換算について次の問いに答えよ。

  • 気体定数はR= 0.082057atm dm3 K-1 mol-1である。これを熱の単位として古くから知られているcalを用いてあらわせ。1 cal = 4.184 J

  • 野球選手のスピードボールは

    時速 92.5mileである。これをcm s-1の単位で表せ。ただし、1 mile=1.60 kmとする。

A.1.987 cal K-1 mol-1

A.4.11 x 103 cms-1


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次の数値を有効数字3桁で表すといくらか。


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