| ２ ミクロの世界とマクロの世界 太字は授業プリントに印刷した部分、（ ）は生徒が書き込む内容 |
授業の内容
私たちが普段生活している世界をマクロの世界という。教科書やノート、机などがあり、外には山や川があって、さまざまな動物や植物が生活している世界である。
一方、原子の世界をミクロの世界という。原子はあまりにも小さいくて、直接見ることはできないのだが、マクロの世界の物質を作っていることは確かである。そして、マクロの世界で起こっているいろいろな現象は、ミクロの世界のようすを考えると、しくみが見えてくることが多い。
・・・化学の疑問は原子が答える・・・
これからしばらく、マクロの世界の世界で起こっているいろいろな現象について、なぜそういうことが起こるのかを、ミクロの世界から考えてみよう。
１ 気体とはどのようなものか もどる
問１ 次のＡ〜Ｆの集気ビンには、窒素、二酸化炭素、酸素、水素、空気、二酸化窒素、ほこりのいずれかが入っている。これらを見て、気体に共通することを述べよ。
（気体は透明である。）
＊＊コメント＊＊
ほこりと各気体を見比べて、気体は（二酸化窒素のように色があっても）透き通っている、つまり透明であることを確認しました。
日常的に、透明という言葉は「無色透明」という意味で使われています。
生徒もそういう理解を持っていますので、例え色があっても、透き通っていれば透明と言うことを強調しました。そして、こんな話をしました。
「だから”透明人間”っていう題名は間違いなんだ。”無色透明人間”って言わなきゃいけない。ただの透明人間なら、赤いのや、青いのがいることになるからね。」
また、ここで、二酸化窒素は主にディーゼル車の排ガスから多量に排出されて、空気を汚していることを説明しました。それから、ディーゼル自動車から出される真っ黒いススは、見えるから気体ではなく、微粒子であること。この微粒子にゼンソクを起こす作用や、発ガン性があることを話しました。
資料は「顔 ディーゼル排ガスの健康被害を科学的に裏付けた 嵯峨井勝さん」’９８，９
「ディーゼル排ガス 生殖機能損なう毒性」’９８，１０，５ いずれも朝日新聞です。
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問２ 次のものは気体と言えるか。
霧 湯気 雲 煙
（すべて透明ではないから、気体とは言えない。）
（霧や湯気は”液体の”水の粒。雲は水や氷の粒。煙は、液体や固体の粒と気体の混合物。）
＊＊コメント＊＊
気体とまぎらわしいものを問題にしました。水の気体を水蒸気といい、それは透明であって、湯気や雲のように白いものではないことを説明して、次のような話をしました。
「蒸気機関車という言葉から、水蒸気って白いものだと思っている人がいるけど、そうではないんだ。蒸気は気体だから見えないものなんだ。それから、山が噴火したときなんか、テレビでアナウンサーが『真っ白な蒸気を吹き上げています』なんて言っているけど、テレビ局へ文句言いたくなるね。蒸気だったら見えないはずだから。」
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問３ 上の５つの気体のうち、見ただけでは区別できないものを見分けるにはどうすればよいか。
（火をつけてみる。）
（水素・・・自分が燃える。 酸素・・・マッチを燃やす。 空気・・・マッチの燃え方がビンの外と同じ。 窒素・・・火が消えて、石灰水は濁らない。 ＣＯ２・・・火が消えて、石灰水が濁る。）
＊＊コメント＊＊
無色透明の５つの気体。見た目には全く同じでも、ちゃんと個性があることを知らせました。
この実験で、水素は自らが燃え、酸素は相手を燃やすという区別がはっきり分かります。
また、窒素は生徒にはなじみが少ないのですが、空気中に５分の４もあり、その中では火が燃えないことを説明しました。演示実験です。
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２ 気体の分子のようす もどる
気体の分子とは、どのようなものであろうか。次の実験で考えてみよう。
【実験】 図のように上に水素、下に空気を入れ、５分ほど置いておく。水素と空気は混ざりあうかどうかを予想しなさい。なお水素の質量は空気の約５分の１である。
┌───┐
│ │ 【結果】
│ 水素 │
│ │ （完全に混ざる。）
│ │
└┐ ┌┘
┌┘ └┐
│ │
│ 空気 │
│ │
│ │
└───┘
【おまけの実験】水素は軽い
水素ガスが入ったシャボン玉を作って、飛ばしてみなさい。そのシャボン玉に火をつけてみなさい。
＊＊コメント＊＊
集気ビンに水素と空気を入れ、図のように重ねて５分間おきます。待っている間に【おまけの実験】です。水素発生器の先にガラス管を付け、その先に石鹸液を付けて、水素シャボン玉を作ります。
シャボン玉が適当な大きさになったとき、ガラス管をちょっと振ると、シャボン玉がガラス管を離れて、フワッと昇っていきます。
チャッカマンに火を付けて、上の方待ちかまえ、昇ってくる水素シャボン玉に火を付けると、パッと燃えて、見ている生徒から、歓声が上がります。けっこう速く昇っていきますから、シャボン玉を飛ばしてから、火がついたチャッカマンで下から追いかけたのでは、間に合いません。その、のろまな教員の動作に、生徒からまた笑い声が上がります。
こうやって、水素が軽いことを印象づておきますと、上の実験の予想としては、大半の生徒が「混ざるわけがない」という答えに手を挙げます。そこで、集気ビンの間にふたを２枚入れて上のビンと下のビンに分け、火を付けてみると、両方ともヒュッと音がして、同じように爆発するわけです。しめしめ。
注意
１．水素シャボン玉に火を付けるとき、水素発生装置に空気が混ざっていると、引火して爆発することがあります。水素を充分に発生させてから、この実験を行って下さい。
２．集気ビンに火を付けるときは、ふたを取ると同時に点火して下さい。あらかじめ、チャッカマンに火を付けておいて、ふたを取りながら、ビンの口に火を近づけるようにするとうまく行きます。
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気体のミクロのようす・・・・（気体は分子がバラバラで、非常に激しく飛び回っている。）
（気体の分子どうしには引力がほとんどない。）
気体分子の図（省略）
常温での気体分子の速さ 水素分子 酸素分子
衝突回数（０℃、１気圧） 水素分子 酸素分子
気体が透明である理由・・・ （分子は非常に小さいもので、気体の場合、その分子がひとつひとつバラバラなので、光を反射しないから。）
＊＊コメント＊＊
「気体の分子がフワフワ浮かんでいるのなら、水素が上、空気が下では混ざらないだろう」と言って、気体の分子はビュンビュン飛び回っていることをイメージさせました。
分子の速さを数字で紹介し、分子どうしが絶えず衝突し合っていることにも触れました。
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３ 液体と固体の分子のようす
問 液体や固体の中の原子、分子のようすを説明せよ。
液体中の原子や分子のようす
（液体の原子や分子には、引力が働いている。原子や分子は他の場所に移動できる。）
液体の図（省略）
固体中の原子や分子のようす
（固体の原子や分子には、強い引力が働いている。原子や分子は他の場所に移動できない。）
固体の図（省略）
※液体や固体中の原子や分子の間に働いている引力は、
電気的な力で、原子や分子の距離が近いほど（強い）い。
＊＊コメント＊＊
授業時間の関係で、液体と固体については天下り的に説明してしまいました。
液体では、分子はお互いの位置関係を変えられることを「他の場所に移動できる」、、固体の場合は「他の場所に移動できない」と表現しました。
そして、イメージとしては、液体は学校の休み時間、固体は授業中のようすに近いことを説明しました。
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