【理科 中学1年】状態変化と物質
状態変化とは、そのまま言葉の通り、物質の状態が変わることですが、化学では物質の状態を3つに分けて考えます。
その3つとは、気体・固体・液体です。
では、この状態変化はなぜ起こるのでしょう?
分子の「詰まり具合」が状態を決める
この世界の物質は全て、原子や分子と呼ばれる小さな粒からできています。
この粒がどのくらいみっちりと詰まっているかで、物の状態は決まります。
一番しっかりと詰まっている状態が固体、それぞれが自由に動き回っている状態が気体、その中間が液体です。
粒がどのくらい動けるのかは、粒の持っているエネルギーの量次第
原子・分子などの粒子は、持っているエネルギーの量が多いほどよく動きます。
粒子にエネルギーを与える方法は様々ありますが、私たちの生活の範囲で一番簡単なのは、
熱エネルギーを与えること。つまり、加熱することです。ですから、氷は加熱すると水になるし、さらに加熱すると水蒸気になるのです。固体が液体になるのを融解、液体が気体になるのは蒸発といいます。
逆に、熱を奪う、つまり冷却すると、分子や原子は動くのに使えるエネルギーが減るので、気体から液体へ、さらに固体へと変化します。気体から液体になるのが凝結、液体が固体になるのは凝固です。
また、途中で一度液体にならず、固体から気体へ、また、気体から固体へ直接変化することもあります。この変化は昇華といいます。
沸点にならなくても気体になる分子はいる
よく間違われるのですが、沸点というのは単に液体が気体になるというのではなく、全ての分子が気体になる温度です。水の沸点は(1気圧下で)100℃ですが、これは全ての水分子が気体になる温度なのです。つまり、100℃以下でも水蒸気になっている水はあります。
気体を集める実験の問題などで、ひっかけに使われることもありますので覚えておいてください。