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原子量・分子量・式量求め方と覚えておきたい値

原子1個の質量はとても小さくて、そのままグラムで書くととんでもない小数になってしまうんだ。そこで炭素 C を 12 とすると決めて、他の原子の重さをで表したものが原子量だよ。比なので単位はつかないんだ。

① 原子量(覚えておきたい値)

原子量はほとんどが整数に近い値になる。丸暗記するというより、よく出る元素から順に、使いながら覚えていくのが近道だよ。

まずは中学理科でよく出る13種類を、原子量の小さい順に並べた。この表の値を覚えるだけで、たいていの計算ができるようになる。

元素記号元素名原子量
H水素1
C炭素12
N窒素14
O酸素16
Naナトリウム23
Mgマグネシウム24
Alアルミニウム27
S硫黄32
Cl塩素35.5
Kカリウム39
Caカルシウム40
Fe56
Cu64

高校化学になると、下の15種類も使うようになる。あわせて28種類だよ。

元素記号元素名原子量
Heヘリウム4
Liリチウム7
Beベリリウム9
Fフッ素19
Neネオン20
Siケイ素28
Pリン31
Arアルゴン40
Mnマンガン55
Zn亜鉛65
Br臭素80
Ag108
Iヨウ素127
Baバリウム137
Pb207

塩素 Cl は 35.5 のように小数になるものもあるよ。
これは自然の塩素に、重さの違う塩素(同位体)が混ざっているからで、その平均を取っているんだ。

炭素 C を 12 としたときの重さの比 H C O Ca 1 12 16 40
原子量は「炭素を12としたときの重さの比」。丸の大きさはイメージだよ

② 分子量(原子量を全部足す)

分子を作る物質では、その分子に含まれる原子の原子量 × 個数を全部足した値を分子量というよ。化学式の右下の小さな数字がその原子の個数(数字がなければ1個)だったね。

水 H₂O = H 1×2 + O 16×1 = 18
二酸化炭素 CO₂ = C 12×1 + O 16×2 = 44
アンモニア NH₃ = N 14×1 + H 1×3 = 17
硫酸 H₂SO₄ = H 1×2 + S 32×1
+ O 16×4 = 98
H₂O の分子量 H H O 1 1 16 1×2 18
含まれる原子の「原子量×個数」を全部足すだけ

③ 式量(分子を作らない物質)

塩化ナトリウム NaCl や 水酸化ナトリウム NaOH のように、イオンが集まってできている物質や、鉄 Fe・銅 Cu のような金属は、分子という粒を作っていないんだ。それでも同じように原子量を足した値を使うので、こちらは式量と呼ぶよ。求め方は分子量と全く同じなんだ。

塩化ナトリウム NaCl = Na 23 + Cl 35.5 = 58.5
水酸化ナトリウム NaOH = Na 23 + O 16 + H 1 = 40
炭酸カルシウム CaCO₃ = Ca 40 + C 12
+ O 16×3 = 100

④ カッコのある化学式

水酸化カルシウム Ca(OH)₂ のようにカッコがある式では、カッコの右下の数字がカッコの中全部にかかるよ。中身を数字の分だけ繰り返すと考えると分かりやすいんだ。

Ca(OH)₂ … OH が2組 → O が2個、H が2個
= Ca 40 + O 16×2 + H 1×2 = 74

⑤ 何の役に立つの?

分子量・式量が分かると、そこにグラム(g)をつけた値がちょうど 1 mol の質量になるんだ(これをモル質量というよ)。だから原子量は、mol の計算に進むための一番の土台になるんだ。

水 H₂O は分子量18 → 1 mol の質量は 18 g
二酸化炭素 CO₂ は分子量44 → 1 mol の質量は 44 g