今日の\(\rm{MENU}\)です！！
✅理論化学って何を意識して学べばいいの？
✅理論化学って、ただの計算でしょ？
✅公式を覚えておけば、得点できるでしょ？
理論化学に対して、このように考えている受験生が多いと思います。
この記事では、理論化学を勉強する前に理解しておいてほしい各分野の内容を体系立てて解説していきます。
この記事を読むことで、これからの理論化学の内容がスムーズに頭に入ってくると思います。
理論化学ってなにをするの？
化学は理論化学、無機化学、有機化学という\(3\)つの大きな柱から成り立っています。
その中で、今回は理論化学について深掘りしていきます。
理論化学と聞くと、皆さんはどんなことを思い浮かべますか？
・計算ばっかり
・よくわからない公式を覚える必要がある
などなど、色々な不満が出てくると思います。
半分当たっていて、半分間違っています。
私も受験生当時は、皆さんのようにとりあえず計算すれば\(\rm{OK}\)と思って、がむしゃらに勉強していました。
日本の先生の中で、理論化学を体系的に解説してくれる先生はあまりいないように思います。
ただ、勉強をする際には、その科目がどのようなフレームワークから成り立っているかを理解することはとても重要です。
各分野の関係性を理解しながら学ぶことで、この後勉強していく各内容も繋がりを意識して理解できるようになります。
それぞれの関係性を理解するのが、本質的な理解に繋がるというわけです。
それでは、さっそく理論化学について学んできましょう。
まずは皆さんのお手持ちの教科書や参考書の目次を見てみてください。
主に理論化学の内容は、
① 物質の構造
② 物質の状態
③ 物質の変化
となっていると思います。
それぞれどんなことを学ぶのか、読み解いていきましょう。
①物質の構造
まずは「物質の構造」という分野です。
これは、物質そのものの仕組みについて学ぶ分野です。
「物質の構造」は次のように2つに大きく分けることができます。
・原子単体に関する仕組み
・複数原子に関する仕組み
まずは、原子単体の仕組みについてです。
・原子の構造、分子、イオン
・周期表
・エネルギー関係(イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度)
などを学びます。
次は、複数の原子を組み合わせた際の仕組みです。
・結合(共有結合・イオン結合・金属結合・配位結合・水素結合)
・結晶構造(面心立方格子、六方最密構造、体心立方格子)
などを学びます。
このように分解して考えると、非常にわかりやすくなると思います。
そして、「物質の構造」では、物質の「仕組み」を学ぶだけなので、化学反応によって新たな物質が生成される問題は出ないことがわかると思います。
これをしっかりと理解しておきましょう。
②物質の状態
次は、「物質の状態」についてです。
物質は一般的に、どんな状態で存在しているでしょうか？
地球上には、固体、液体、気体の\(3\)つの状態しかありません。
なので、この分野では、固体、液体、気体の各状態に関する化学的性質について学んでいきます。
その中でも試験問題として出題されるのは、気体と液体の状態になります。
気体の状態には、次のような内容があります。
・気体の状態方程式(圧力、体積、温度はどうなるか？)
・理想気体と実在気体の違い(計算値と実際の値はどう違うのか？)
そして液体の状態には、次のような内容があります。
・液体の濃度(質量パーセント濃度、モル濃度、質量モル濃度)
・希薄溶液
・浸透圧
ただ、「物質の状態」の難しいところは、気体と液体それぞれの状態についてだけでなく、それぞれの混合状態についても出題される点です。
・気体と液体の混合状態を考える分野を、「気体の液体への溶解度」
・固体と液体の混合状態を考える分野を、「固体の液体への溶解度」
といいます。
これらの分野は、\(2\)つの状態が共存しているため、苦手としている受験生が多くいます。
また、試験でも頻出の分野なので、この辺りを得意にすることで、他の受験生と大きく差をつけることができますよ。
ここまでみていくと、まだ化学反応が出てこないことがわかります。
化学反応は次の「物質の変化」の分野で出題されます。
③物質の変化
それでは最後に、「物質の変化」について解説していきます。
この分野が皆さんが化学といって頭に浮かぶ王道の分野になります。
この分野では、化学変化をどの視点から理解していくかというのがポイントになります。
主に以下のような内容を学んでいきます。
・熱化学(ヘスの法則)
・反応化学(ルシャトリエの原理)
・酸・塩基反応(pH計算、中和滴定、緩衝溶液)
・酸化還元反応(電池、電気分解)
この分野は原理をしっかりと理解した上で、計算問題を解けるようになることがポイントです。
このブログでも各分野についてしっかりと解説していきますね。
今回のフレームワーク
それでは、今日のフレームワークについてまとめていきましょう。
まず、理論化学には、\(3\)つの分野がありました。
① 物質の構造→原子単体と複数原子の仕組みを学ぶ
② 物質の状態→気体と液体の状態 \(\rm{or}\) 混合状態を学ぶ
③ 物質の変化→化学変化の計算問題
このフレームワークをしっかりと頭に入れた上で、理論化学の勉強を進めていきましょう。
今後の私の記事では、今どこを勉強しているか？がしっかりとわかるように解説していきますね。
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