A 原理・鉄則 & 高等技術
【化学基礎・化学】

化学基礎・化学 原理鉄則 資料集
詳細は「合格への鉄則集 化学」 を参照してください。
「ゴロで覚える化学」 も参照してください。
化学基礎 構造
結合
<1>原子構造と結合 原子構造と結合がわかれば化学はわかる
⇒ 結合の手,分子の形,極性,溶ける/溶けない,融点/沸点
Fig11 電子配置表

Fig12 分子モデル
<2>結晶の構造 基本は @体心立方 A面心立方 B六方最密
⇒ 充填率を計算で求める
<3>モル数 モルがわかれば化学計算はわかる
<4>周期表 周期表から原子の特性を読み取る
⇒ 電子親和力,電気陰性度,イオン化エネルギー,原子半径,結合の仕方,酸性/塩基性

※ 周期表は覚えた分だけ役に立つ
<5>炎色反応と指示薬 完全に覚えること!
<6>濃度4種 @質量%濃度 Aモル濃度 B質量モル濃度 C溶解度 :4種の濃度を正確に覚えること
酸・塩基
酸化還元
<1>酸・塩基反応 @中和 A加水分解 B弱酸/弱塩基遊離 C揮発性酸遊離 :4種の反応を理解する

※ 酸化数に変化はない
Fig21a 酸塩基の分類

Fig21b 酸塩基反応

Fig22 酸化還元の原理

Fig23a 酸化剤・還元剤

Fig23b 電気分解,電池

Fig24 イオン化傾向と水,酸,王水との反応
<2>酸化還元反応 「酸化還元の原理」をマスターすれば,覚えなくても酸化還元式は導ける
<3>酸化還元滴定と色 酸化還元滴定と色は主に3つ
@ Mn7+(赤紫色) ⇒ Mn2+(淡桃色)
A Cr6+(橙赤色) ⇒ Cr3+(暗緑色)
B I2(青紫色) ⇒ I-(無色) <ヨウ素デンプン反応>
<4>イオン化傾向 完全に覚えること!
水,酸,王水との反応も整理して覚えること!
<5>電池 代表的電池4種をマスターする
@ボルタ電池 Aダニエル電池 B鉛蓄電池 C燃料電池 ⇒ 反応式は「酸化還元の原理」から導く (覚えなくても導ける)
<6>電気分解 反応物の優先順位を正確にマスターする
[陽極] 電極Cu,Ag>ハロゲン>OH->H2O
[陰極] Ag+,Cu2+>H+>H2O
反応式は「酸化還元の原理」から導く (覚えなくても導ける)
理論 物質の状態 <1>気体問題 @気体方程式 PV=nRT A内部エネルギー Bヘンリーの法則
<2>溶液問題 @モル沸点上昇 Aモル凝固点降下 B浸透圧 Π=cRT
<3>コロイド @ゾルとゲル A凝析(疎水コロイド)と塩析(親水コロイド)
<4>熱化学方程式 原理は 「ヘスの法則」 総熱量保存則
発生する熱と必要な熱の違いに注意する
@ 燃焼熱,生成熱,中和熱,溶解熱 : 化学反応で発生する熱
A 融解熱,蒸発熱、昇華熱 : 状態変化に必要な熱
※ 結合エネルギーと格子エネルギーも確実にマスターすること
化学平衡 <1>化学平衡 ル・シャトリエの原理
⇒ k = [C][D]/[A][B] = 一定
<2>電離平衡3型 と 溶解平衡 電離平衡 @弱酸・弱塩基 A塩の加水分解 B緩衝液
溶解平衡
無機 非金属 <1>ハロゲンの性質 物質 @単体(F2,Cl2,Br2,I2) Aハロゲン化水素 Bハロゲン化銀
反応 @水との反応 AH2との反応
性質 @色・臭い・有毒性 A酸化力 B酸の強弱
Fig41 ハロゲンの性質

Fig42 気体の性質

Fig43 乾燥剤

Fig44 金属と沈殿

Fig45 沈殿と色の覚え方 (他合金,不動態等金属関係)
<2>気体の性質 @有色気体 A難溶気体 B乾燥剤
<3>無機4製法 @接触法:硫酸 Aハーバー・ボッシュ法:アンモニア
Bオストワルド法:硝酸 Cアンモニア・ソーダ法:炭酸ナトリウム
金属 <1>合金 @鉄の合金(ブリキ,トタン,ステンレス) A銅の合金(青銅,黄銅,白銅) B他(ジュラルミン,ハンダ)
<2>錯イオン 配位数(Ag:2, Zn,Cu,Al:4, Fe:6)
形状(Al,Cu:正方形, Zn:正四面体)
配位子(NH3,OH-,CN-)
<3>両性金属 反応のメカニズム(酸との反応,塩基との反応) ⇒錯イオンの生成
<4>金属イオンの沈殿と色 金属イオンと OH-, NO3-, Cl-, SO42-, CO32- ,CrO42-, S2-
<5>金属イオンの系統分離 第1属(Ag,Pb) 第2属(Cu,Hg,Cd) 第3属(Fe,Al)
第4属(Zn,Ni,Mn) 第5属(Ba,Ca,Sr) 第6属(Na,K)
有機 脂肪族 <1>酸素化合物6種 @アルコール Aアルデヒド Bカルボン酸
Cエーテル Dケトン Eエステル
油脂(エステル) と セッケン/合成洗剤(塩)
Fig51 脂肪族の分類

Fig52a 鎖式炭化水素
Fig52b 環式炭化水素
Fig52c 構造異性体
Fig52d アルコール

Fig52e アルコール/アルデヒド/カルボン酸

Fig52f エーテル/ケトン/エステル

Fig53a 脂肪族リスト
Fig53b 芳香族リスト

Fig54 有機の製法と検出
<2>異性体の数え方 最長パスの長さを基準に数える
<3>有機物の酸化 @アルコール→アルデヒド→カルボン酸,アルコール→ケトン
Aアルケンの酸化 (A:直接酸化, B:オゾンによる開裂, C:KMnO4塩基性によるジオール化, D:KMnO4酸性による開裂&酸化)
Bギ酸の酸化 ギ酸→CO2+H2O
C芳香族炭化水素の酸化
<4>検出反応 @銀鏡反応(アルデヒド) Aフェーリング反応(アルデヒド) Bヨードホルム反応(アセチル基) ⇒ 反応のメカニズムまでわかると化学が楽しくなるよ!
芳香族 <1>芳香族 @フェノール A芳香族カルボン酸 B芳香族アミン
<2>有機4製法 @フェノール Aサリチル酸 Bアニリン Cアゾ化合物
<3>検出反応 @フェノール(FeCl3) Aアニリン(さらし粉)
<4>有機の分離 HCl,NaOH,NaHCO3で分離する
酸の強さ カルボン酸>炭酸>フェノール
高分子 天然 <1>糖の顔と手 糖の顔を見分ける(決め手はヘミアセタール形のC)
糖の結合の手が理解できれば二糖類,多糖類が理解できる
Fig61 糖の顔を見分ける,結合の手と還元性

Fig62a 高分子リストA

Fig62b 高分子リストB

Fig63 官能基と結合

Fig64 高分子の分類と重合

Fig65 核酸/ATP/酵素
<2>糖の酵素 糖8酵素は確実に覚えること! (アミラーゼ,マルターゼ,チマーゼ,インベルターゼ,スクラーゼ,ラクターゼ,セルラーゼ,セロビアーゼ)
<3>アミノ酸の等電点と分離方法 等電点では [COO][H]2/[NH3] = K1・K2
アミノ酸の分離は電気泳動
<4>ペプチドの特定 異性体の数は n!
ペプチド配列を特定する
<5>検出反応 @ニンヒドリン反応(アミノ酸) Aビウレット反応(トリペプチド) Bキサントプロテイン反応(ベンゼン環) ⇒ 反応のメカニズムまでわかると化学が楽しくなるよ!
<6>核酸,ATP DNAはATとCG,RNAはAUとCG:ペアを確実に覚える
ATP⇔ADP によってエネルギーのやりとり
合成
(繊維・樹脂・ゴム)
<1>高分子の種類 繊維 @付加重合(アクリル繊維,ビニロン) A-(1)縮合重合:ポリアミド(ナイロン) A-(2)縮合重合:ポリエステル
樹脂 @付加重合(PE,PP,PS,PVC) B付加縮合:HCHOによる
ゴム @付加重合,共重合
<2>高分子8製法 次の高分子8製法は確実にマスターすること!
@ナイロン66 Aナイロン6 BPET Cビニロン Dアセテート Eフェノール樹脂 Fイソプレンゴム Gイオン交換樹脂
<3>高分子の結合6種類 次の6種類の結合方法は確実にマスターすること!
@付加重合,共重合 C=C Aエステル結合 -COO- (ポリエステル,ポリ乳酸) Bアミド結合 -NH-CO- (ポリアミド,ポリペプチド) C付加縮合 C=O [HCHO] (熱硬化性樹脂) Dエーテル結合 -O- [グリコシド結合] (糖,レーヨン,アセテート) Eオキソ酸エステル -O- (DNA,RNA,ATP,ADP)
<4>HCHOによる結合作用 @ビニロン:ポリビニルアルコールのアセタール化
A熱硬化性樹脂(フェノール樹脂,尿素樹脂):付加縮合