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元素とは何か、原子との違いと元素の歴史を解説

元素とはものを作っている元の成分です。
普段わたしたちが目にするものは、いろいろな物質が混じり合った混合物がほとんどです。
例えば、食塩水は食塩と水が混じったもので、水を蒸発させれば食塩と水に分けることができます。
そして、食塩を分解するとナトリウムと塩素になり、水を分解すると水素と酸素になります。
しかし、ナトリウムや塩素、水素、酸素などはほかの成分に分けることができません。
これらはものを作っている元の成分で、ほかのせいぶんからできているわけではありません。
これが元素です。

自然に存在する元素は約90種類で、人工的に合成した元素も含めると現在112種類の元素が確認されています。


原子とは

ものを細かくしていくと、最後は原子という小さな粒になります。
原子は1種類ではなく、それぞれの元素に対応する原子があります。
水素には水素の原子、酸素には酸素の原子があるわけです。
ものを作っている最も根元的な成分が元素で、その元素の正体は原子という粒であるということです。

また、原子が結合してできた粒子を分子といいます。
例えば、水素や酸素、塩素はそれぞれの原子が2個ずつ結合した分子が集まったものです。
また、水素や酸素、塩素はそれぞれの原子が2個ずつ結合した分子が集まったものです。
また、水は水素原子2個と酸素原子1個が結合した分子です。
ただし、ヘリウムのように常に原子1個だけで存在する単原子分子というものもあります。

単原子分子の元素記号一覧は下記。

・He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn


元素の歴史

ものは何からできているかという問いは、はるか昔の人々の頭にも浮かんでいました。
古代ギリシャではタレスという人が
「すべてのものは水からできている」と言いました。
水が姿、形を変えて土や岩、動物、植物などになると考えたのです。

現在では明らかに誤りとわかる説ですが、このように間違ったことを言ったタレスの名前が、現在でも残っているのは、タレスが、ものを自然から説明しようとしたという点に偉大さがあるからです。
それまでの人々は
「物は神が作った」と考えていました。
しかし、タレスは神ではなく水があらゆるものを作ったと言ったのです。

そして、タレスに辻ていろいろな人たちが「火」や「土」、「原子」などがものを作るもとであると述べるようになりました。
その中で18世紀半ばまで信じられた説を打ち出したのが、古代ギリシャの哲学者アリストテレスです。
彼は最も根元的なものを「第一質料」として、これに「温、湿、冷、乾」という4つの性質が加わると「空気、火、土、水」になり、この4つであらゆるものができているという四元素説を唱えました。
例えば、水は第一資料に冷と湿が与えられたものであり、これを熱すると冷が温に変わり、温と湿の性質を持つ空気になると説明したのです。

長い間信じられてきたこの説を打ち破ったのは、フランスの化学者ラヴォアジェです。
18世紀当時、水を沸騰させると沈殿を生じることから、水が土に変わると考えられていたのですが、彼はガラスの容器で101日間水を沸騰させて沈殿を作り、その沈殿の質量とガラス容器の質量を精密に測定しました。
そして、沈殿はガラスが溶けて生じたことを突き止めたのです。

ラヴォジェは、物質がへんかするときに質量はどうなるかということにこだわって実験した人です。
彼は当時の天秤の精度には満足せず、0.1mg程度まで測れる精密な天秤を職人に作らせて使っていましてた。
そして、ものが燃えるときには酸素と結合することや、空気は窒素と酸素の混合物であることなどを発見しました。
ラヴォアジェはアリストテレスの四元素説を否定し、それ以上科学的な手法では分けられない基本成分を元素としました。



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