アボガドロの法則と元素

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アボガドロの法則と元素の違い

アボガドロの法則 vs. 元素

アボガドロの法則（アボガドロのほうそく、英語：Avogadro's law）とは、同一圧力、同一温度、同一体積のすべての種類の気体には同じ数の分子が含まれるという法則である。 1811年にアメデオ・アボガドロがゲイ＝リュサックの気体反応の法則とジョン・ドルトンの原子説の矛盾を説明するために仮説として提案した。 少し遅れて1813年にアンドレ＝マリ・アンペールも独立に同様の仮説を提案したことから、アボガドロ-アンペールの法則ともいう。 また特に分子という概念を提案した点に着目して分子説（ぶんしせつ）とも呼ぶ。 元素、原子、分子の3つの概念を区別し、またそれらに対応する化学当量、原子量、分子量の違いを区別する上で鍵となる仮説である。 アボガドロの仮説は提案後半世紀近くの間、一部の化学者以外にはほとんど忘れ去られていた。 そのため、化学当量と原子量、分子量の区別があいまいになり、化学者によって用いる原子量の値が異なるという事態に陥っていた。 1860年のにおいてスタニズラオ・カニッツァーロによりアボガドロの仮説についての解説が行なわれ、これを聞いた多くの化学者が仮説を受け入れ原子量についての混乱は徐々に解消されていった。 その後、問題になったのはアボガドロの提案した分子という存在が実在するかどうかであった。 分子の実在を主張する側からは気体分子運動論が提案され、気体の状態方程式などが説明されるに至った。 しかし一方で実証主義の立場から未だ観測できていない分子はあくまで理論の説明に都合の良い仮説と主張する物理学者、化学者も多かった。 この問題は最終的には1905年のアルベルト・アインシュタインによるブラウン運動の理論の提案とジャン・ペランによるその理論の実証により間接的に分子の実在が証明されることによって解決した。 現在では分子の実在が確認されたことから、アボガドロの仮説はアボガドロの法則と呼ばれており、分子量と同じグラム数の気体が含む分子の数を表す物理定数を彼の名を冠してアボガドロ定数と呼んでいる。. 元素（げんそ、elementum、element）は、古代から中世においては、万物（物質）の根源をなす不可欠な究極的要素広辞苑 第五版 岩波書店を指しており、現代では、「原子」が《物質を構成する具体的要素》を指すのに対し「元素」は《性質を包括する抽象的概念》を示す用語となった。化学の分野では、化学物質を構成する基礎的な成分（要素）を指す概念を指し、これは特に「化学元素」と呼ばれる。 化学物質を構成する基礎的な要素と「万物の根源をなす究極的要素」としての元素とは異なるが、自然科学における元素に言及している文献では、混同や説明不足も見られる。.

原子

原子（げんし、άτομο、atom）という言葉には以下の3つの異なった意味がある。.

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原子論

原子論（げんしろん、atomism）とは、“すべての物質は非常に小さな、分割不可能な粒子（Atom、原子）で構成されている”、とする仮説、理論、主義などのこと。.

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原子量

原子量（げんしりょう、英: atomic weight）または相対原子質量（そうたいげんししつりょう、英:relative atomic mass）とは、「一定の基準によって定めた原子の質量」原子量、『理化学事典』、第5版、岩波書店。ISBN 978-4000800907。である。 その基準は歴史的変遷を経ており、現在のIUPACの定義によれば1個の原子の質量の原子質量単位に対する比であり、Eを原子や元素を表す記号として Ar(E) という記号で表される。すなわち12C原子1個の質量に対する比の12倍である。元素に同位体が存在する場合は核種が異なるそれぞれの同位体ごとに原子の質量が異なるが、ほとんどの元素において同位体存在比は一定なので、原子量は存在比で補正された元素ごとの平均値として示される。同位体存在比の精度が変動するため、公示されている原子量の値や精度も変動する。 質量と質量との比なので比重と同様に無次元量だが、その数値は定義上、1個の原子の質量を原子質量単位で表した値に等しい。また物質量が1molの原子の質量をg単位で表した数値、すなわちg·mol−1単位で表した原子のモル質量をモル質量定数 1 g·mol−1 で除して単位を除去した数値にも等しい。 同位体存在比は、精度を高めると試料の由来（たとえば産地、地質学的年代）によって厳密には異なる。測定精度の向上と各試料の全天然存在量予測の変動により、同位体存在比の精度が変動する。そのことによりIUPACの下部組織である (CIAAW) により定期的に「原子量表」の改訂が発表され、これが「標準原子量」と呼ばれている。その改訂は隔年で行われ、奇数年に発表されている。日本化学会原子量小委員会はこの表をもとに原子量表を作成し、日本化学会会誌「化学と工業」4月号で毎年発表している。 原子量表の改定や試料間の原子量の差異があるとは言え、有効数字3桁程度では大部分の元素の原子量は十分に安定している(主な例外: リチウム、水素)。そのため、化学反応等においては、実用上は問題を生じない。一方、精密分析や公示文書の値を計算する場合は、最新の原子量表の値を使うべきである。 1961年まで、物理学では16Oの質量を、化学では天然同位体比の酸素の質量を基準としていた。.

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単体

単体（たんたい、simple substance）とは、単一の元素からできている純物質のことである。 水素 (H2)、酸素 (O2) などの等核二原子分子や、ナトリウム (Na)、金 (Au) などの純金属が含まれる。 これに対して、水 (H2O) など2種類以上の元素からできている純物質は化合物という。 酸素 (O2) とオゾン (O3)、あるいは赤リンと黄リンのように、同じ元素からできた単体であっても、異なる性質を示す場合がある。 このような単体同士の関係を同素体という。 たとえば、ダイヤモンドとグラファイトを混ぜ合わせた物質は、単一の炭素原子からできているが、密度・融点・沸点などの物理的性質が一定にさだまらないので純物質ではなく（したがって単体でもなく）、2種類の単体（炭素の同素体）の混合物である。.

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分子

分子（ぶんし）とは、2つ以上の原子から構成される電荷的に中性な物質を指すIUPAC.

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周期律

周期律（しゅうきりつ、periodic law）は、元素を原子番号順に配列すると元素の物理的、化学的性質が一定の周期性で変化することである。これにより元素がSブロック元素、Pブロック元素、Dブロック元素、Fブロック元素、Gブロック元素…に分類される。また、周期律に従い元素を配列した表が周期表である。.

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アメデオ・アヴォガドロ

アメデオ・アヴォガドロ（アメデーオ・アヴォガードロ、Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, Conte di Quaregna e Cerreto、1776年8月9日 - 1856年7月9日）は、サルデーニャ王国（現:イタリア）トリノ出身の物理学者、化学者。分子の研究に貢献し、1811年に発見した同圧力、同温度、同体積の全ての種類の気体には同じ数の分子が含まれるアボガドロの法則で名高い。 1809年にヴェルチェッリ王立大学の物理学教授を務め、1820年にはトリノ大学で理論物理学の初代教授を務めた。.

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イェンス・ベルセリウス

イェンス・ヤコブ・ベルセリウス（スウェーデン語:Jöns Jacob Berzelius、1779年8月20日 - 1848年8月7日）は、スウェーデンリンシェーピング出身の化学者、医師。 イギリスの化学者ジョン・ドルトンによる複雑な元素記法に代わり、現在でも広く用いられている元素記号をラテン名やギリシャ名に則ってアルファベットによる記法を提唱し、原子量を精密に決定したことで知られる。また、セリウム、セレン、トリウムといった新しい元素を発見。「タンパク質」や「触媒」といった化学用語を考案。近代化学の理論体系を組織化し、集大成した人物である。クロード・ルイ・ベルトレーやハンフリー・デービーら当代の科学者だけでなく、政治家クレメンス・フォン・メッテルニヒや文豪ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテとも親交があった。弟子にフリードリヒ・ヴェーラーやジェルマン・アンリ・ヘスがいる。.

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エネルギー

ネルギー（、）とは、.

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カロリック説

リック説（カロリックせつ、caloric theory 、théorie du calorique）とは、物体の温度変化をカロリック（熱素、ねつそ）という物質の移動により説明する学説。日本では熱素説とも呼ばれる。 物体の温度が変わるのは熱の出入りによるのであろうとする考えは古くからあったが、熱の正体はわからなかった。18世紀初頭になって、カロリック（熱素）という目に見えず重さのない熱の流体があり、これが流れ込んだ物体は温度が上がり、流れ出して減れば冷える、とするカロリック説が唱えられた。カロリックはあらゆる物質の隙間にしみわたり、温度の高い方から低い方に流れ、摩擦や打撃などの力が加わることによって押し出されるものとされた。この考えは多くの科学者によって支持され、19世紀初めまで信じられていた。.

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ジョン・ドルトン

ョン・ドルトン（John Dalton, 1766年9月6日 - 1844年7月27日）は、イギリスの化学者、物理学者ならびに気象学者。原子説を提唱したことで知られる。また、自分自身と親族の色覚を研究し、自らが先天色覚異常であることを発見したことによって、色覚異常を意味する「ドルトニズム (Daltonism)」の語源となった。.

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ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサック

ョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサック（ゲーリュサックなどとも、Joseph Louis Gay-Lussac、1778年12月6日 - 1850年5月9日）は、フランスの化学者 、物理学者である。気体の体積と温度の関係を示すシャルルの法則の発見者の一人である。アルコールと水の混合についても研究し、アルコール度数のことを「ゲイ＝リュサック度数」と呼ぶ国も多い。弟子に有機化学の確立に貢献したユストゥス・フォン・リービッヒがいる。 なお、フランス語でのJoseph Louis Gay-Lussacの発音を日本語に音写すれば、「ジョゼフ・ルイ・ゲ＝リュサック」が原音に最も近いといえるだろう。.

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共有結合

H2（右）を形成している共有結合。2つの水素原子が2つの電子を共有している。 共有結合（きょうゆうけつごう、covalent bond）は、原子間での電子対の共有をともなう化学結合である。結合は非常に強い。ほとんどの分子は共有結合によって形成される。また、共有結合によって形成される結晶が共有結合結晶である。配位結合も共有結合の一種である。 この結合は非金属元素間で生じる場合が多いが、金属錯体中の配位結合の場合など例外もある。 共有結合はσ結合性、π結合性、金属-金属結合性、アゴスティック相互作用、曲がった結合、三中心二電子結合を含む多くの種類の相互作用を含む。英語のcovalent bondという用語は1939年に遡る。接頭辞のco- は「共同」「共通」などを意味する。ゆえに、「co-valent bond」は本質的に、原子価結合法において議論されているような「原子価」（valence）を原子が共有していることを意味する。 分子中で、水素原子は共有結合を介して2つの電子を共有している。共有結合性は似た電気陰性度の原子間で最大となる。ゆえに、共有結合は必ずしも同種元素の原子の間だけに生じるわけではなく、電気陰性度が同程度であればよい。3つ以上の原子にわたる電子の共有を伴う共有結合は非局在化している、と言われる。.

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英語

アメリカ英語とイギリス英語は特徴がある 英語（えいご、）は、イ・ヨーロッパ語族のゲルマン語派に属し、イギリス・イングランド地方を発祥とする言語である。.

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気体反応の法則

気体反応の法則（きたいはんのうのほうそく、）は、2種以上の気体物質が関与する化学反応について成り立つ法則である。1808年にジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックによって発表された。 法則の和名が現象に則さないため、近年では反応体積比の法則への名称変更が提唱されている。.

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1860年

記載なし。

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