科学者が酸素を信じていなかったことをご存知ですか?空気中の酸素は物を燃やすのに役立ちます。しかし、化学者は、燃やせるものにはフロギストンと呼ばれる謎の元素が含まれていると考えていました。 .
重量がゼロ未満の要素
科学者たちは、燃えている金属の真っ赤な輝きがフロギストンの脱出の証拠であると考えていました。彼らは、金属は燃焼後に重くなるため、フロギストンの重さはゼロ未満でなければならないとさえ決めました。 (余分な重量は、金属が加熱されたときに形成される酸化物によるものであることがわかっています。)
もっとフロギストンのナンセンス
Joseph Priestly (1733-1804) は、酸素を捕捉した最初の科学者でしたが、彼は自分が何をしたかを理解していませんでした。終わり。フロギスト学者は、燃えているろうそくをガラスの下に置くと、ガラスの中の空気がフロギストンで完全に飽和するまでフロギストンを放出すると考えていました.
それで、聖職者が集めた「空気」の中でろうそくがさらに明るく燃えたとき、彼はその空気にフロギストンがまったく含まれていてはならないと推論しました。彼は自分の酸素サンプルを「脱フロジスティック化された空気」と呼んでいました!
もちろん、これはまったく逆でした。周期表の謎から:
「司祭がフロギストンでいっぱいだと思っていた空気は、実際には酸素がなくなっていた.フロギストンが完全に空になったと彼が思っていた空気は、実際には酸素でいっぱいでした。」
さようならフロギストン、こんにちは酸素
フランスの科学者アントワーヌ・ラヴォアジエ (1743-1794) が最終的に物事を整理し、フロギストンをその正当な場所 (歴史書) に置きました。彼はどうやってそれをしたのですか?
Lavoisier は、金属を加熱すると実際に何が起こるかを知りたがっていました。何かが金属から取り除かれ、空気中に放出されたのでしょうか (火炎学者が信じていたように)、それとも逆で、何かが空気から取り除かれ、金属に引き込まれたのでしょうか?
彼は、金属を加熱する前後の装置内のガスの量を測定するという天才的なアイデアを思いつきました。結果？ Lavoisier は、金属を加熱すると周囲の空気の体積が減少することを発見しました。空気の一部が金属と結合しました!
次にラボアジエは、金属上に形成された斑点を加熱し、放出されるガスの量を測定しました。もちろん、それは以前に空気を出て金属に入ったのとまったく同じ量でした.
Lavoisier は、フロギストンも非フロジスティック化された空気も本物ではないことを証明しました。彼は脱フロジスティック化された空気を「酸素」と改名しました。
(水 + フロギストン) + (水 − フロギストン) =水?
Lavoisier の画期的な発見の前でさえ、科学者たちは水が 2 つの別々のものの組み合わせであることを理解し始めていました.
Henry Cavendish (1731-1810) は、彼が「可燃性空気」[水素] と呼んだものの 2 つの部分が、「非フロジスティック化された空気」[酸素] の 1 つの部分と結合して水を作ることを発見しました。
しかし、キャベンディッシュはフロギストン以上のものを見ることができないため、彼は窮地に立たされました。
「彼は、可燃性の空気 (水素) は実際には水とフロギストンであると考えていました。 、その脱フロジスティック化された空気 (酸素) は、実際には 水からフロギストンを差し引いたものでした . 水とフロギストンを加えるとどうなるか ウォーターマイナスフロギストンへ ?プラスとマイナスのフロギストンが互いに「打ち消し合い」、水だけが残ります!」
周期表の謎
ありがたいことに、フロギストンの暴露者である Lavoisier は、物事を整理することができました。彼は、キャベンディッシュの「可燃性空気」の一部で酸素をスパークさせて水を作りました。
フロギストンが存在しないことを証明したラヴォアジエは、可燃性の空気も元素そのものに違いないことに気づきました。彼はこのガスを「水素」（ギリシャ語で水生成器）と名付けました。
アトミックパンケーキ
フランス人はラヴォアジエの科学への貢献に報いて頭を切り落とした。 （当時、彼らは少しギロチンに夢中でした。）原子パンケーキを作ることで偉大な科学者を称えることにしました。
必要
- パンケーキ生地
- ホワイト チョコレート チップ「プロトン」
- ダーク チョコレート チップ「中性子」
- 小さなお菓子。 M&Ms (すべて同じ色) – 「電子」
- チョコレートソース (およびそれを「軌道」に広げるための爪楊枝)
(実際には赤ブドウと緑ブドウを陽子と中性子として使用しましたが、それらすべてを酸素原子の原子核に収めるのに苦労しました。)
{詳しい手順はこちらをご覧ください。}
まず、小さな水素パンケーキを 2 つ作りました。
各水素原子は、その中心に 1 つの陽子を持ち、原子核を周回する 1 つの電子を持っています。
次に、酸素原子用に 1 つの大きなパンケーキを作りました。
酸素の原子核には 8 個の陽子と 8 個の中性子があります。
酸素には 8 個の電子もあります。最初の軌道に 1 対、2 番目の軌道にさらに 2 対です。 2 番目の軌道には、2 個の単電子も含まれています。
水分子を作るために、2 つの小さなパンケーキを大きなパンケーキの横に置き、2 セットの不対電子を並べます。
実際には、電子は本当に 陽子や中性子から遠く離れています。陽子がブドウほどの大きさだったら、電子を設置する前に 1 時間歩く必要があります!
原子のパンケーキを食べた後、本物を作り始めました。すぐに戻ってきて、水から酸素と水素を作る方法を見つけてください!
リソース
The Mystery of the Periodic Table – 化学の歴史についての素晴らしい生きた本 – すべての年齢層にとって素晴らしい読み聞かせです。
CSIRO – オーストラリア国立科学機関のウェブサイト。 (無料) Science by Email でアトミック パンケーキに出会いました プログラム。
Chemistry, a Volatile History – フロギストンの袋小路に関する全エピソードを収録した魅力的な BBC ドキュメンタリー シリーズ。私たちは数年前にそれを見ましたが、もう一度見たいと思っています。 YouTube にはクリップがあります。どこかで全容を見つけたら教えてください!
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