原子と元素の違いを一言で解説!超必見!単体と化合物の違いに迫る【高校化学】

原子は○○で元素は○○である

牛乳を飲んだ時にカルシウムが歯に詰まったとかあり得ますか?

ここめっちゃ嫌いな受験生多いよね。原子と元素って何だかよく似た単語だからイメージしづらい。一言で解説すると,

・原子は粒子
・元素は成分

という考え方でOK!それじゃあ細かく見ていくことにするぜ!

結論から述べると,

  • 原子は粒子
  • 元素は成分

であるわけ。

つまり,原子という言葉を聞いたら,陽子と中性子からなる原子核とその周りを回っている電子の下の図(つまり,原子核電子の集まりである『粒子』)を思い浮かべれば良いわけです。それが原子

では,元素とは何か?

元素は『成分』

なわけです。全体の一部だという認識をもってくれ!

例えば何か物を思い浮かべてください。

例えば『牛乳』にしましょう。

牛乳の中には,『カゼイン』というタンパク質が含まれています。タンパク質なので,NやHやOやCなどでできている巨大な分子です。この分子にカルシウムCaが含まれています。

(厳密には,含まれているのではなく,カゼインがCa²に配位した形を取っています。)

カゼインの構造式(Chemicalbookより引用)

いわばC100H242N23O123Caとかっていう馬鹿げた『カゼイン』という名前のでかい分子(厳密には錯塩)のうち『成分』として,カルシウムCaが含まれるわけです。

(化学式はイメージしやすいように書いただけなので適当です。)

ある化合物を構成する『一部』のことを元素というんですね。

つまり,化合物の化学式を書いた時の構成するCやHやNやOなどのことを『元素』というわけなのじゃ。

C2H6は炭素Cと水素Hという『元素』で構成されている。
MgClはマグネシウムMgと塩素Clという『元素』で構成されている。
H₂Oは水素Hと酸素Oという『元素』で構成されている。

というわけ。

なるほど。原子と元素の違いはわかったわ。単体と元素の違いも教えてよ!

単体と元素の違い

単体と元素の違いはよくセンター試験,共通テストで出てくる内容だね。単体と元素の言葉の意味は次の通り!

・単体 1種類の元素でできている物質
・元素 成分

単体の反対語は,化合物だ。これを押さえておくと意味がわかりやすい!

単体の反対語=化合物

定義を一旦おさらいすると,

  • 単体 1種類の元素でできている物質
  • 元素 成分(≒化合物の一部,構成要素)
  • 化合物 2種類以上の元素でできている物質

具体例は次の通り。

  • 単体 H₂ Cl₂ O₂
  • 元素 H₂O中のHやO MgCl中のMgやCl
  • 化合物 H₂O MgCl H₂SO₄

牛乳にはカルシウムがたくさん含まれている。このカルシウムは,『単体』の意味で使われているかな?それとも『元素』の意味で使われているかな?

ん〜。カルシウム金属の『Ca』が入ってるわけじゃなくて,多分,カルシウムイオンとして,大きな物質の中の一成分として存在しているから…

元素だね。

正解!牛乳の中にまさかあの銀色の鉄みたいなカルシウム金属が入ってるわけじゃないよね笑

牛乳飲んでたら歯にカルシウム金属が挟まったとかないでしょ笑?

『カルシウムが含まれている』という言葉の意味は『カルシウムが化合物の一部として,『成分』として含まれている』といみだから,『元素』が答えになるよ。

なるほどね〜。化合物の中に含まれている一成分と言うイメージが『元素』なわけだわね。

そうだわね。

赤リンは『リン』で構成されているの『リン』は単体?元素?

さて,ここで発展問題。
Pnの化学式で表される高分子ともいえる,『赤リン』
『赤リンはリンで構成される』の『リン』は単体?それとも元素?

難しいな…。でも,ここで正解しておかないと,ブログが冗長になってしまうから…。えぇっと,『元素』

正解だね!空気読めるね上田くん^^
もう私はそろそろ真面目に解説するのに飽きてきたところなんだわ。でも解説しないとブログとして機能しないからとりあえず説明していくよ!

赤リンはたくさんの『リンP』が結合しあって,Pnという『高分子』を形成しているわけです(下図参照)。

赤リンPnの構造式を挿入

さて巨大分子である赤リンPnの一部分を構成するPはまさか単体じゃありませんよね。

答えは『成分』になるわけです。

しかしながら,

赤リンはリンで構成される』の『赤リン』は単体になるわけです。だって,赤リンPn自体は1種類の元素でできている物質ですからね。

言葉の問題なので,慣れてくると意味はわかってきます。とにかく大事なことは,

・単体 1種類でできているもの
・元素 全体のうちの一部
・化合物 2種類以上でできているもの


ということと,

単体の反対は,化合物

という認識をもてればOKです!!!

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ABOUTこの記事をかいた人

ニシジマ

ゆとり世代ど真ん中に爆誕。円周率は3だと信じて疑わない。大学卒業後,予備校で勤務しており,化学を担当。主な業務は,模擬試験作成と入試解説の執筆。大学時代の専攻は物理化学であるが,難解すぎて意味があまりわからない。