科学に強い方、教えてください。

質問

理科の授業で原子量についてこの前ならいました。先生が「元素周期表で原子番号の少ない順から原子量が小さい順に並んでいる」といいました。が、周期表をよくみてみるとアルゴン(Ar)とカリウム(K)の原子量が違っていて、先生が言っていたのとは逆に、周期表から見て先に来るアルゴンが原子量40、後に来るカリウムが原子量39となっていました。先生の言ったことが正しければこれは変ですが、実際はどうなのでしょうか？先生が間違っているのでしょうか？教えてください。勝手ながら大至急お願いします。

回答No.5

ORUKA1951 · ベストアンサー

No.1です。
＞中学2年生です。でも、科学的に正しいとされているほうを説明して
＞いただけたらうれしいです。（正しくないほうなんてないと思いますが）
　了解しました。なぜ、先生が「周期表は原子量が小さい順に並んでいる」と言われたのかがわかりました。（想像していたとおりでした。）
　意外と思われるでしょうが、どちらも【科学的には】正しいのです。

　周期表の発見者はメンデレーエフですが、そこに至る簡単な歴史を

　化学が発達していくと、この世にある物質は、ほんのわずかの限られた種類の元になる粒子--原子(アトム)で成り立っているのではないかと考えられるようになりました。---元素(エレメント)と言った方が正しいのだが、当時はこの区別はされていない。
　メンデレーエフが、当時発見されていた原子(=正確には元素)を、軽い順に並べていくと、良く似た性質が周期的に現れること（これ自体は他の人も気が付いていた）と、その周期表の空白部分には未発見の原子が存在すること、そらにその性質、そしてどこを探せばよいかまでも予測して見せました。
　それがきっかけとなり、多くの原子が発見され周期表は埋まっていき、周期表が証明されて行きました。

【理科を学ぶということは科学的方法を学ぶこと】
　知れている知識、観察結果から、推論し、予測をし、それを新たな実験や観察で確立していく手段が科学であり、それを学ぶのが理科の授業の本当の目的。

　メンデレーエフが作成した周期表( http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/pop/04periodic/meyer1.html )は、今から見るととても稚拙(ちせつ=おそまつ)なものですが、ある意味、化学の大きなブレークスルー(突破口)であったのです。

　その後、私たちが原子の構造(電子や原子核)や、原子核の構造まで理解されるようになって、周期表は原子番号（＝原子核の陽子の数）で並べ替えたものになり、また希ガスのようにずっと後世になって発見された族も周期表で位置が決まりましたから、今の周期表は原子番号順に並んでいますが、だからといってメンデレーエフの周期表が間違っていたわけではありません。後の時代の者が、のちに得られた知識で、先人たちの科学的方法により結論付けた結果を否定するのは、卑怯ですね。
　その意味で、メンデレーエフが「原子量の順番で原子(=元素)をならべた」というのは正しいのです。
　中学校ではここまでをしっかり教える。

　そのうえで、高校になって元素と原子の違い、原子量とは何か、質量数とは何か、原子番号・・・などを学んでいくのです。

＞周期表をよくみてみると・・・【中略】・・・先生が言っていたのとは逆に、・・・【中略】・・・となっていました。・・・【中略】・・・先生が間違っているのでしょうか？
　は、知識が先行して、科学を学んでいるとは言えないのだよ。理科・科学は知識を学ぶ他の学問と全く違うのは、ここ!!!。知識ではなく、知識をどうしたら得られるかを学ぶのが理科という科目。
　先に他の方が示されたリンク先は、その意味で科学はどうして発達してきたか＝科学とは何かを学ぶよい参考になるでしょう。

　高校で会おうね。(^^)

お礼

僕が間違っていました。
＞理科・科学は知識を学ぶ他の学問と全く違うのは、ここ!!!。知識ではなく、知識をどうしたら得られるかを学ぶのが理科という科目。
この言葉は理工系として進みたいと表いる僕にとって、たいへん支えになる言葉でしょう。科学を学びたいのなら、事実をそのまま受け止めなければ、と思いました。ORUKA1951さんや前の回答者のおかげで結論は出ましたが、
それよりも大切なことを僕は忘れていたようです。ありがとうございました。

回答No.6

potachie

元素の周期律を見つけたのは、メンデレーエフという当時学問的には片田舎のロシアの科学者とされています。
実は、それ以前でも当時学問の中心で権威のある学者さんの何人かが見つけていたのですが、彼らではなく、有名大学にも所属していなかった片田舎の学者の説が評価されたのには理由があります。

それまでの学者さんは、既に見つかっている元素を、質問にあるように単に原子量順に並べただけのモノでした。

メンデレーエフの周期律には、２つの特徴がありました。
ひとつは、ご質問にあるように、必ずしも原子量順だけで並べたのではなく、逆転をわざと許したこと。
そして、空席（空欄）を設けたこと。これは、当時見つかっていない元素を予測したということですね。

理科は歴史の学問でもあります。その発見史も合わせて知っておくと面白いですよ。
科学、とくに化学史では、数学的に考えると、論理的に考えると、そうじゃないだろう・・・ということが「正しい」とか「後の発展につながった」ということが多々あります。だから、面白いんです。

回答No.4

fujiyama32

下のURLをクリックして参考にして下さい。特に[周期律表]の[歴史]の項目
以下を読んで下さい。
先生の説明は大半は正しいことになりますが、中には例外の元素もあります。
このことを承知した上で、勉強しましょう。

[完成]の項目を読んで下さい。
当初の原子番号は原子量順に並べていましたが、科学技術の進歩ととも
[原子番号＝陽子数]に並べることが正しい順序となりました。

[周期律表]
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%91%A8%E6%9C%9F%E5%BE%8B

[アルゴン]
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%B3

[カリウム]
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0

[原子番号]
・原子番号とは、ある原子について、その原子核の中にある陽子の個数の
ことである。
・原子番号は原子中の陽子と中性子の数の合計である質量数と密接に関連
している。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%95%AA%E5%8F%B7

お礼

回答ありがとうございます。例外の元素もあると先生は言っていたような気もします・・・だとしたら僕の質問ミスだと思います。申し訳ありません。
サイトの貼り付けありがとうございました。なるほど、並べる順番だったのですね。それ以外の原因もあると思いますが。参考になりました。ありがとうございます。「教えて！goo」を利用し始めてからまだ2日なのですが、とてもありがたいですね。まあ質問に答えてくれる人はあくまで参考意見として投稿しているのだと思いますが。過信しすぎないようにしようと思うのですが、ここまで論理的だと・・・別に貴方の質問が信じられないといっているのではないので、心配なさらないでください。

回答No.3

debukuro

先生は間違っています
原子番号と原子量（正しくは相対原子質量）、が理解できていないようです
原子番号は元素に固有の値で陽子の数を表しています
原子量は陽子、中性子、電子の質量を合計した物です
同じ元素でも中性子の数で原子量は異なります
たとえば水素元素は一種類ですがですが水素原子はいくつかの種類があります
水素、重水素、三重水素などと呼ばれるのがそれです
これらを平均した物が原子量です
原子番号アルゴンは１８（陽子１８個）、カリウムは１９（陽子１９個）
中性子を２２個持つアルゴン４０が約９９．６％
中性子を２０個持つカリウム３９が約９３．３％
この違いでアルゴンの原子量がカリウムの原子量よりも大きくなっているのです

お礼

回答ありがとうございます。原子量が平均されたものだとは知りませんでした。1つに絞って比べられないからややこしいのですね。これを参考に先生に問うてみます。

回答No.2

reportpad7

＞元素周期表で原子番号の少ない順から原子量が小さい順に並んでいる
だいたいそんな傾向はありますが、厳密には間違いです。
逆転はときどき起こります。

原子番号＝原子の陽子の数 です。つまり、原子番号が大きくなるほど原子の陽子数が大きくなっていきます。

原子の質量＝陽子の質量＋中性子の質量です。厳密には電子の質量も考えなければいけませんが、陽子や中性子に比べてずっと軽いので無視できます。

同じ原子の中で、同位体というのがあります。同位体とは陽子数は同じでありながら、中性子数が違う原子です。
例えば、陽子1・中性子0の（通常の）水素 H には、陽子1・中性子1の水素（重水素Dと呼ばれる）、陽子1・中性子2の水素（三重水素Tと呼ばれる）があります。そして、これら3つの同位体は、H D Tの順に
中性子数が増えるので質量（原子量）も増えていきます。そして、H:D:T は、99.98%:0.02%:ほとんどない という割合で自然に存在します。この比を考えて同位体の原子量の平均を取ったのが、その原子の原子量です。つまり、

水素の原子量＝（Hの原子量）×99.98%＋（Dの原子量）×0.02%

といった感じですね。

アルゴンとカリウムも同位体をたくさん持っていますが、アルゴンは比較的重い同位体の存在比が高く、カリウムは比較的軽い同位体の存在比が高くなっています。これが逆転の原因です。

参考URL：

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1317045048

お礼

回答ありがとうございます。同位体そのものを知らなかったので、理解しようと思います。やはり今の自分に難しすぎましたかね。

回答No.1

ORUKA1951

学年を教えてください。
答えが微妙に変わりますので・・

お礼

中学2年生です。でも、科学的に正しいとされているほうを説明していただけたらうれしいです。（正しくないほうなんてないと思いますが）
中学生では教わらない、元素周期表の水素からアルゴンまでの元素とは違って、カリウムの電子はM殻が埋まらないうちにN殻へ行く理由も知っています。（自慢するつもりではありません）有力（？）な説を教えてください！