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化学(周期表)

今日は、化学の勉強のはじめに覚えておいて欲しい周期表について書きたいと思います。

今日の記事は以前にもこのブログでも書いた内容ですので、過去のブログを見ていただければ載っています。
過去のブログを調べるのもめんどくさい方のために再度掲載いたします。
周期表の覚え方については、インターネットでもいろいろ載っていますので、自分が覚えやすい方法で覚えてください。

以下の語呂合わせはいろいろなところから調べたものです。
私が覚える時に使用したものばかりです。

原子番号1~20
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
水 兵 リー ベ 僕 の 船 ソーダ 曲がある シップ スクラー ク か

原子番号21~36
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
スコッチ 暴露 マン て こ に ド ア が ゲ アッ セ ブルク

原子番号37~54
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
ルビーすられて矢じりの部品もってく る ロープで あがくど 因数 しぼって 行くぜ

原子番号55~86
Cs Ba La.Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
せしめた 薔薇は 高く 売れ と教えられ 白い英雄 過ぎたる 訛り バイ ポー ラン

原子番号87~111
Fr Ra Ac. Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg
フランスあこちゃん 裸婦でドブに 死亡 エッチすまいと 出す ロジャー

ランタノイド(原子番号57~71)
La     Ce    Pr   Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
ランちゃんせっかちプルンとヌード 午後のSM 夕方 テレビで大放送 エロくてたまらず いたぶるん

アクチノイド(原子番号89~103)
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
アコちゃんの パイは 上向き ニップル ぷるん 甘えて 噛んで ばっかりね じゃ 不満で ノれないわ

語呂合わせは自分が一番覚えやすいもので覚えるのが一番だと思います。

周期表を早めに覚えておくと、放射線の勉強を進めていくのに役立ちます。

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β-壊変

一昨日、ヨウ素とセシウムについて少し書きました。

ヨウ素、セシウムともにβ-壊変をする放射性核種です。
β-壊変する放射性核種は多くありますので、ここでβ-壊変について少し触れたいと思います。

β-壊変
 β-壊変は、原子核内の中性子が陽子に壊変するもので、このとき電子(β-)と反ニュートリノを放出します。  
 原子番号は1つ増加し、質量数は変化しません。

 (放射線概論P.47)

 

ヨウ素はβ-壊変して、安定なキセノンになります。

 

セシウムはβ-壊変して、励起状態が安定な核異性体のバリウムになり、最終的には安定なバリウムになります。

 

137Csの半減期は30年、137mBaの半減期は2.55分なので、137Csと137mBaの間には永続平衡が成立します。

これから放射線を勉強していくと放射平衡について学んでいきますが、放射平衡には永続平衡と過渡平衡があります。放射平衡に関しては、化学の問題で必ず出題される重要分野ですので、しっかり学んでください。
放射平衡に関してはこのブログでも化学のカテゴリで詳しく書いていますので、是非またご覧下さい。






放射線、放射能とは

今日はこれから放射線について勉強していく方のために、放射線と放射能について少し書きたいと思います。

放射線取扱主任者試験の勉強をしていくにあたって、放射線に関する用語の定義、意味などは理解していく必要があります。少しずつ勉強していき理解を深めて行ってください。


○放射線の定義
(第7版放射線概論P.632)

法律(原子力基本法)では
電磁波又は粒子線のうち、直接又は間接に空気を電離する能力をもつもので、以下のものを指しています。

(1)アルファ線、重陽子線、陽子線その他の重荷電粒子線及びベータ線
(2)中性子線
(3)ガンマ線及び特性エックス線(軌道電子捕獲に伴って発生する特性エックス線に限る)
(4)1メガ電子ボルト以上のエネルギ一を有する電子線及びエックス線」


○放射能
(第7版放射線概論P.129)

性質の意味としては、
・原子核が自発的に放射性壊変してα線、β線、γ線などを放出する性質

放射能の強さの意味としては、
・原子核の単位時間あたりの壊変数(壊変率)→ 単位はBq(ベクレル)で1秒あたりの壊変数[s-1]


α壊変:
 α線であるHeの原子核(陽子2個と中性子2個、正の電荷を持った荷電粒子)を放出する壊変で、透過力が低く、紙一枚で遮蔽することができます。

β壊変:
 中性子が陽子とβ線(負の電荷を持った電子の流れ)に変化する壊変で、1cm程度のアクリル板で遮蔽することができます。

γ線、X線:
 励起状態(エネルギーが高く不安定な状態)の原子核が基底状態(エネルギーが低く安定な状態)に戻るときに、その差のエネルギーを電磁波として放出するもので、厚いコンクリートや鉛など密度の高いもので遮蔽します。

γ線とX線の違いは、
 γ線:原子核から放出される光子
 X線:原子から放出される光子(制動X線、特性X線)



化学反応式

高校化学の基礎について先日少し書きましたが、今日は化学反応式について少しだけ書きたいと思います。

例えば、平成20年度の化学問6に出題されている反応式を例にしてみましょう。

「CaCO3を希塩酸で溶解すると気体が発生した」
これを化学反応式で書くと



化学反応式では、左辺と右辺の元素記号の数が一致していなくてはなりません。
CaやC、またClに関しては、左辺も右辺も1つとなっています。
Oに関しては、左辺も右辺も3つで等しいですね。
Hに関しては、左辺も右辺も2つでこれも等しくなっています。

この化学反応式から分かることは、
1モルの炭酸カルシウム(CaCO3)と2モルの希塩酸(HCl)が反応して、1モルの塩化カルシウム(CaCl2)と1モルの水(H2O)と1モルの二酸化炭素(CO2)が発生するということです。

モルを質量に換えると、
炭酸カルシウム(CaCO3)の分子量は100、希塩酸(HCl)の分子量は36.5、二酸化炭素(CO2)の分子量は44であるので、CaCO3 100gに希塩酸73gを反応させると二酸化炭素が44g発生するということになります。

前回も書きましたが、標準状態では気体の1モルは体積にすると22.4Lになるので、標準状態において、CaCO3 100gに希塩酸73gを反応させると二酸化炭素が22.4L発生することになります。

放射線取扱主任者試験の化学の問題では、このように気体発生の問題などにおいて化学反応式を利用する問題が出題されますので、マスターしておいてください。

・化学反応式を自分で書けること
・化学反応式の量的な計算ができること


モル、原子数、放射能を求める式

高校化学の基礎について少しだけ・・・

○原子の構造
 このブログでも何回か紹介している以下の冊子のP.6からP.12にかけて簡単ではありますが分かりやすく書いてあります。

 「放射線豆知識 暮らしの中の放射線」冊子
  高エネルギー加速器研究機構
  http://rcwww.kek.jp/kurasi/index.html

○モル
 その物質の分子量の数字にグラムをつけた質量に含まれる物質量を1モルと定義します。
 例えば酸素分子の分子量は32.0なので、1モルの酸素分子は32.0 gとなります。

○原子数(分子数)
 1モルの物質に含まれる原子数(分子数)は物質に関係なく一定であり、約6.02×10^23個です。
 6.02×10^23をアボガドロ数といいます。

○理想気体の体積
 1モルの理想気体は、標準状態(0℃,1atm)では物質に関係なく22.4Lを占めます。

このように、モルは化学の分野では基本となる重要な単位です。
かならず理解しておいてください。


モル、原子数を理解したところで、放射能A[Bq]を計算する式を考えてみましょう。
放射能の定義は単位時間あたりの壊変数で、放射能の単位[Bq](ベクレル)は1秒あたりの壊変数[s-1]です。

定義に沿って考えると、放射能A[Bq]を表す式は、

 

ここで、λは壊変定数、Nは原子数です。

壊変定数を表す式は半減期Tを用いて以下の式で表されます。
(今は分からなくても大丈夫ですよ)

 

よって、放射能A[Bq]を表す式は、物質の質量w[g]、物質の原子量Mを用いて

 

上式の

 

はアボガドロ数×モル数で原子数Nを表しています。
モル数は質量[g]/原子量になります。


まとめ
・モル数=質量[g]/原子量
・原子数N=アボガドロ数×モル数(アボガドロ数=6.02×10^23)
・放射能の計算式
 

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