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[講義資料室]

生物無機化学 I 講義資料 （2022年度春学期）
2022年7月23日（土）更新

第１回　講義の概要，元素と原子の性質(4/12）

1.1　はじめに

1.1.1　化学の誕生
1.1.2　元素，原子とは　→　ノート1
- 原子の構造

第２回　元素と原子の性質(4/19）

1.1.3　"モル"化学で最も大切な単位　→　ノート2

1.2　原子の構造

1.2.1　原子の大きさ　→　ノート3

原子半径

1.2.2　陽子の数と質量
1.2.3　同位体　→　ノート4

第３回　元素と原子の性質(4/26）

1.2　原子の構造

1.2.4　電子配置と軌道

電子配置

1.2.5　典型元素と遷移元素

周期表

1.3　周期表→　ノート5

1.3.1　周期表に基づく元素の分類

1.3.2　イオン化エネルギー
1.3.3　電子親和力

1.4　化学結合→　ノート6

→化学結合の性質
1.4.1　結合に関わる最外殻電子

内殻の電子，外殻の電子，最外殻電子

1.4.2　イオン結合
1.4.3　共有結合

1.4.4　配位結合
1.4.5　分子の極性

電気陰性度
結合の極性と分子の極性

練習問題

第４回希ガス（０族）元素と水素(5/10）

2.1 希ガス（0族）元素→　ノート7

2.1.1　希ガスの化学的性質と電子構造

安定な元素
一覧表の見方

第５回希ガス（０族）元素と水素，典型元素Ⅰ（s元素）(5/17）

2.2　水素　→ ノート8

2.2.1　水素原子の構造，水素化合物の例

プロトンとハイドライド

2.2.2　水素イオン

オキソニウムイオン

2.2.3　生物にとって重要な水素化合物"水”

加水と脱水

練習問題→ ノート9

第６回典型元素Ⅰ（s元素）(5/24）

第３章　典型元素Ⅰ（s元素）　→ノート10
3.1　s元素とは
3.2　1A 族（アルカリ金属元素）

3.2.1　一般的性質

3.2.2　主な化合物

3.3　2A 族（アルカリ土類金属元素）

3.3.1　一般的性質
3.3.2　主な化合物

練習問題→ ノート11

第７回典型元素ⅠI（p元素）(5/31）

第４章　典型元素II（ｐ元素）　
4.1　ｐ元素とは　→ノート12

典型金属，半金属，非金属

4.2　3A 族（ホウ素族元素）

4.2.1　一般的性質

ホウ素化合物の性質→ルイス酸

4.2.2アルミニウム

(a) 化学的性質

テルミット反応

(b) 生物とアルミニウム

第８回典型元素ⅠI（p元素）(6/7）

4.3　4A 族（炭素族元素）　　→ノート13

4.3.1　一般的性質
4.3.2　炭素

(a) 化学的性質
(b) 一酸化炭素
(c) 二酸化炭素

4.3.3　ケイ素

(a) 化学的性質
(b) 生物とケイ素
(c) ケイ素樹脂　ゴム栓

第９回典型元素ⅠI（p元素）(6/14）

4.4　5A族元素（窒素族，N, P, As, Sb, Bi) →ノート14

4.4.1 一般的性質
4.4.2 窒素（N）

(a) 化学的性質：NO3-, NO2-, N2, NH3
(b) アンモニア
(c) 窒素酸化物
(d) 生物と窒素酸化物:N2O,NO
- N2O:笑気ガス
- NO:シグナル伝達物質

4.4.3 リン（P)

(a)化学的性質
(b)リンのオキソ酸
(c)生体内のリン化合物

酸無水物とエステル
ATP, DNA
生体分子の縮合様式まとめ

第１０回典型元素ⅠI（p元素）(6/21）

4.5　6A族元素（酸素族，O, S, Se, Te, Po) →ノート15

4.5.1 一般的性質
4.5.2 酸素（O）

(a) 化学的性質：O2とO3

(b) 硫黄の酸化物の化学

活性酸素

ヨウ素デンプン反応

(c) 酸化

酸化によるエネルギーの獲得（動物）と還元によるエネルギーの蓄積（植物）
酸素の運搬：ヘモグロビン

(d) 水の構造
(e) 水の化学的性質

熱容量比較

第１１回典型元素ⅠI（p元素）(6/28）

4.5　6A族元素（酸素族，O, S, Se, Te, Po)

4.5.3 硫黄（S） →ノート16

(a) 化学的性質

硫化水素（H2S)

(b) 電子配置と化学的性質

硫酸と亜硫酸
三酸化硫黄と二酸化硫黄（亜硫酸ガス）
砂糖と硫酸の反応

(c) 生体内における硫黄化合物

ジスルフィドの生成

4.5.4 セレン（Se）

(a) 化学的性質

硫黄より酸化されやすい

(b) 生物学的性質

ヒトの必須微量元素

4.6　7A族元素（ハロゲン元素；F， Cl，Br，I, At)　→ノート17

4.6.1　一般的性質
- 金属ハロゲン化物（X-），単体のハロゲン (X2)，ハロゲン化水素 (HX)
- ハロゲン化水素のpKa

第１２回典型元素ⅠI（p元素）(7/5）

4.6　7A族元素（ハロゲン元素；F， Cl，Br，I, At)　→ノート17

4.6.2　フッ素（F)

(a) 化学的性質

HFの特殊な性質
水素結合比較

(b) 生体内におけるフッ素

フッ素と医薬品

4.6.3 塩素(Cl)

(a) 化学的性質

次亜塩素酸イオンの性質

(b) 生体内における塩素

電気的バランスを保つ役割

4.6.4 ヨウ素(I)

(a) 化学的性質

酸化還元反応

(b) 生体内におけるヨウ素

甲状腺ホルモンの成分

練習問題→ ノート18

第１３回遷移元素（d元素）(7/12）

6.1　ｄ元素の一般的性質→ ノート19

金属元素，多様な原子価，配位化合物形成
ランタノイドを含む７周期遷移元素までの電子配置

6.2 d元素のイオン化

6.2.1　イオン化傾向　→wiki
6.2.2　d元素のイオン化エネルギー

イオン化エネルギーとイオンの価数

6.2.3　d元素イオンの電子配置
6.2.4　イオンの水和

溶媒和，水和，水和水，配位子，水和熱

6.3　d元素と錯体→ ノート20

6.3.1　錯体と配位子

配位，配位結合，配位子，配位数，錯イオン

第１４回遷移元素（d元素）(7/19）

6.3　d元素と錯体

6.3.2　d元素イオンの配位結合と希ガス配置型電子構造→ ノート21

安定な錯イオンの金属は希ガス配置をとらない

6.3.3　配位子に依存するd元素イオンの安定な原子価
6.3.4　配位子に依存する錯イオンの色と構造（分光化学系列と配位子場）→ ノート22

配位子場の強さ

6.3.5　多座配位子

2座配位子，4座配位子，6座配位子，キレート環，キレート効果

6.3.6 化学平衡と錯体の安定度定数→ ノート23

逐次安定度定数と全安定度定数

第１5回遷移元素（d元素）(7/26）

6.4　d元素と酸化還元反応

6.4.1　遷移金属イオンの酸化と還元→ ノート24
6.4.2　酸化還元の反応方向と電池の起電力
6.4.3　標準電極電位
6.4.4　実際の酸化還元反応と標準電極電位→ ノート25

配位子交換による，中心金属元素の性質変化

6.4.5 錯体の分子構造と分子軌道

6.5　生物における遷移元素→ ノート26
希土類元素について→ 希土類元素
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