単体・化合物・混合物を粒子モデルで区別する
同じ種類の原子の組、異なる原子の組、複数の物質を含む七つの架空の粒子モデルを使う14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年「理科」の物質のつくりを考える補助教材。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第1分野(4)ア(ア)㋑「原子・分子」と(イ)㋐「化学変化」に関連する、モデルで物質の構成を区別する補助教材です。
解説を読む
原子が何種類あるかと、物質が何種類混ざっているかを分けて考えます。粒子の組み合わせと、どの組が試料の中にあるかを確かめましょう。
必要な予備知識
原子を種類によって区別し、モデルの記号を読めること。丸は原子、つながりは原子どうしの組を表します。
- 単体は一種類の元素からできた純粋な物質。二個以上の同じ原子が結び付く場合もある。
- 化合物は異なる種類の元素が化学的に結び付いた純粋な物質。
- 混合物には複数の物質が含まれる。複数の元素が見えるだけでは、化合物か混合物かは決まらない。
- ここでは分子を使って考えやすい例を中心にする。単体や化合物のすべてが独立した小さな分子でできているわけではない。
解き方の例
同じ元素の原子二個からなる分子が何個あっても、それだけでできた物質は単体です。
よくある間違い
- 二つの丸が結び付いているだけで化合物だとする。
- 二色を見て、つながり方を確かめず混合物と決める。
- 同じ組が何個もあることを、何種類もの物質があることと混同する。
観察と考え方を講師と確かめる
原子の種類、原子の結び付き、試料にある物質の種類を区別し、分類の根拠を書きます。
紙上のモデルに示した物質と構成を比べます。模式図は原子や分子の実際の大きさ、距離、形を表しません。
読む文章・資料
同じ原子を二つずつ結ぶ
試料Aには、酸素原子Oを二つつないだ組O–Oだけが五組あります。ほかの物質は入っていません。
異なる原子が一つの組に入る
試料Bは水の分子だけでできています。モデルでは水素原子Hと酸素原子OをH–O–Hの組にして、同じ組を四つ描きました。
別々の組が同じ容器にある
試料Cの容器には、水素原子二個を結んだH–Hが三組、酸素原子二個を結んだO–Oが二組あります。HとOを互いにつないだ組は描かれていません。
一個の粒と二個の組を比べる
容器Dにはヘリウム原子Heが一個ずつ離れて六個あり、ほかの物質は入っていません。容器Eには窒素原子Nを二個つないだN–Nが三組だけあります。
つながりの記録がないモデル
試料Fの粒子モデルの説明を読みます。赤い丸は原子X、青い丸は原子Yで、赤と青は同じ数です。丸どうしのつながりや、試料に何種類の物質があるかは、この説明にはありません。
組の数が違っても物質を比べる
容器Gには二酸化炭素の同じ分子O–C–Oが二つ、容器Hには同じ分子O–C–Oが四つだけあります。Oは酸素原子、Cは炭素原子です。
二種類の化合物を一緒に入れる
容器Iには水の分子H–O–Hと二酸化炭素の分子O–C–Oが両方入っています。Hは水素、Oは酸素、Cは炭素を表し、二種類の分子はそれぞれの組を保っています。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
試料Aの分類はどれですか。
- 化合物
- 単体
- 混合物
答えと解説
単体
組をつくる原子はO一種類で、物質は酸素だけです。
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
モデルのOの原子は全部で何個ですか。
答えと解説
10
一組に二個あり、五組あるので2×5＝10個です。
資料：異なる原子が一つの組に入る
試料Bを化合物とする根拠はどれですか。
- HとOが一つの組で結び付き、水の分子だけがある。
- Hの粒子とOの粒子が離れていても、同じ容器に入れば一種類の化合物になる。
- 同じ形の組が四つあるため、各組を構成する原子の種類や結び付きを見る必要がない。
答えと解説
HとOが一つの組で結び付き、水の分子だけがある。
水の分子の中でHとOが結び付いており、試料Bには水だけがあります。
資料：異なる原子が一つの組に入る
モデルのHの原子は全部で何個ですか。
答えと解説
8
水の一組にHが二個あり、同じ組が四つなので8個です。
資料：別々の組が同じ容器にある
試料Cの分類と理由はどれですか。
- 一種類の単体で、二種類の組の違いは粒子の数え方の違いにすぎない。
- 一種類の化合物で、水素のHと酸素のOが組み合わさり、どの粒子も同じ組に属する。
- 二つの物質の混合物で、H–HとO–Oが別々にある。
答えと解説
二つの物質の混合物で、H–HとO–Oが別々にある。
HとOは互いに結び付いておらず、別々の単体が一緒に入っています。
資料：別々の組が同じ容器にある
モデルの原子はHとOを合わせて何個ですか。
答えと解説
10
Hは2×3＝6個、Oは2×2＝4個なので10個です。
資料：一個の粒と二個の組を比べる
容器DとEの分類について合う説明はどれですか。
- DとEはともに単体で、容器ごとに原子は一種類。
- Dは単体で、Eは窒素原子が二個ずつ結び付いた組なので化合物。
- DとEは粒子が複数あり、容器の中で粒子の種類が同じでも混合物。
答えと解説
DとEはともに単体で、容器ごとに原子は一種類。
DにはHeだけ、EにはNだけがあるので、どちらも単体です。
資料：一個の粒と二個の組を比べる
DとEの違いをモデルから正しく読み取ったのはどれですか。
- Dは窒素の二個組で、EはHeが一個ずつある。
- Dは一個ずつ離れた原子で、Eは同じ原子の二個組。
- Dは三種類の原子、Eは六種類の原子を含む。
答えと解説
Dは一個ずつ離れた原子で、Eは同じ原子の二個組。
個数や組の形の違いと、原子の種類数を分けて読みます。
資料：つながりの記録がないモデル
試料Fを分類するために、資料に足りない情報はどれですか。
- 粒子のモデルを描く紙の大きさと、紙に対する赤と青の丸の向き。
- 赤と青の丸が同じ数であること。
- XとYがどんな組になり、どの組が含まれるか。
答えと解説
XとYがどんな組になり、どの組が含まれるか。
二種類の原子があるだけでは、一つの化合物なのか、複数の物質なのか区別できません。
資料：つながりの記録がないモデル
もしXとYが一つずつ結ばれた同じ組だけなら、どの分類に当たりますか。
- 混合物
- 化合物
- 単体
答えと解説
化合物
異なる種類の原子XとYが結び付いた一種類の物質なので、化合物です。
資料：組の数が違っても物質を比べる
GとHの中身について読み取れることはどれですか。
- 分子の個数は違うが、同じ化合物が入っている。
- Hの分子の種類は、Gの二倍である。
- Gは一種類の原子、Hは二種類の原子を含む。
答えと解説
分子の個数は違うが、同じ化合物が入っている。
どちらにもO–C–Oの同じ分子だけがあり、分子の個数が異なります。
資料：組の数が違っても物質を比べる
容器HのモデルにあるCの原子は全部で何個ですか。
答えと解説
4
O–C–Oの一組にCが一個あり、四組なので4個です。
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
容器Iの分類として合うのはどれですか。
- HとOが結び付いた一種類の化合物。
- 原子の種類が一つの単体。
- 水と二酸化炭素を含む混合物。
答えと解説
水と二酸化炭素を含む混合物。
二種類の化合物が、それぞれ別の分子のまま同じ容器に入っています。
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
容器Iを「一種類の化合物」と考えない理由はどれですか。
- 水と二酸化炭素には共通の元素Oがあるので、一種類の単体として扱えるから。
- 原子の組に種類があり、二種類の物質が共存するため。
- 一つの組の中に異なる原子がないため。
答えと解説
原子の組に種類があり、二種類の物質が共存するため。
H–O–HとO–C–Oでは原子の組み合わせが異なり、別の物質を表します。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
二個ずつ原子が結び付いていても、Aを化合物としない理由を説明しましょう。
答えと解説
どの組もOとOで、原子は酸素一種類です。酸素だけでできた純粋な物質なので、Aは単体です。
結び付く原子の個数で化合物を決めません。
- Aでは一組が二個でも、原子は酸素一種類と示す。
- 酸素だけからなる純粋な物質なので、単体に分類する。
資料：異なる原子が一つの組に入る
Bに二種類の元素があっても、混合物ではない理由を説明しましょう。
答えと解説
HとOは別々の物質として混ざっているのではなく、H–O–Hの同じ組に結び付いています。Bにあるのは水という一種類の化合物です。
元素が何種類かと、物質が何種類かは別です。
- HとOが別々に混ざるのではなく、同じH–O–Hの組に結び付くと示す。
- Bは水の分子だけなので、一種類の化合物と示す。
資料：別々の組が同じ容器にある
Cと、H–O–Hだけがある試料とでは、組にどんな違いがありますか。
答えと解説
CにはH–HとO–Oが別々にあり、水素と酸素という二種類の単体の混合物です。H–O–Hだけがあれば、HとOが同じ組に結び付いた一種類の化合物です。
使う元素が似ていても、結び付き方で物質が異なります。
- CのH–HとO–Oは別の組で、水素と酸素の混合物になると示す。
- H–O–Hだけの試料は、異なる元素が同じ組に結び付いた化合物と示す。
資料：一個の粒と二個の組を比べる
Dは一個ずつ、Eは二個ずつでも、どちらも単体である理由を書きましょう。
答えと解説
DはHeだけ、EはNだけを含みます。粒子の形や一組の原子数は違いますが、各容器の物質は一種類の元素からできています。
組があるという事実は、異なる元素が結び付いたという意味ではありません。
- Dは一個ずつのHe、Eは二個ずつのNでできていると示す。
- 粒子の個数や形が異なっても、各容器の物質は一種類の元素でできた単体と示す。
資料：つながりの記録がないモデル
Fで原子の色を見ただけでは分類できない理由と、必要な情報を説明しましょう。
答えと解説
赤と青があることから原子が二種類だと分かります。同じ組の中にXとYがあるのか、別の組が混ざっているのかを見て、物質を分類します。
色だけで混合物とも化合物とも決めません。
- 赤と青の丸から、原子が二種類あると示す。
- 原子がどうつながり、どの組があるかの情報が不足していると示す。
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
Iではそれぞれの組が化合物でも、容器全体は混合物になる理由を書きましょう。
答えと解説
水のH–O–Hと二酸化炭素のO–C–Oは、それぞれ違う化合物を表します。容器Iにはその二種類が別の組のまま入るので、試料全体は混合物です。
化合物どうしを一緒に入れると、混合物として扱えます。
- H–O–HとO–C–Oはそれぞれ別の化合物を表すと示す。
- 容器Iには二種類の分子が別々の組のまま共存するので、全体は混合物と示す。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 単体・化合物・混合物を粒子モデルで区別する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/distinguish-elemental-substances-compounds-and-mixtures-from-particle-models/
原子の種類、原子の結び付き、試料にある物質の種類を区別し、分類の根拠を書きます。
読む文章・資料
同じ原子を二つずつ結ぶ
試料Aには、酸素原子Oを二つつないだ組O–Oだけが五組あります。ほかの物質は入っていません。
異なる原子が一つの組に入る
試料Bは水の分子だけでできています。モデルでは水素原子Hと酸素原子OをH–O–Hの組にして、同じ組を四つ描きました。
別々の組が同じ容器にある
試料Cの容器には、水素原子二個を結んだH–Hが三組、酸素原子二個を結んだO–Oが二組あります。HとOを互いにつないだ組は描かれていません。
一個の粒と二個の組を比べる
容器Dにはヘリウム原子Heが一個ずつ離れて六個あり、ほかの物質は入っていません。容器Eには窒素原子Nを二個つないだN–Nが三組だけあります。
つながりの記録がないモデル
試料Fの粒子モデルの説明を読みます。赤い丸は原子X、青い丸は原子Yで、赤と青は同じ数です。丸どうしのつながりや、試料に何種類の物質があるかは、この説明にはありません。
組の数が違っても物質を比べる
容器Gには二酸化炭素の同じ分子O–C–Oが二つ、容器Hには同じ分子O–C–Oが四つだけあります。Oは酸素原子、Cは炭素原子です。
二種類の化合物を一緒に入れる
容器Iには水の分子H–O–Hと二酸化炭素の分子O–C–Oが両方入っています。Hは水素、Oは酸素、Cは炭素を表し、二種類の分子はそれぞれの組を保っています。
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
試料Aの分類はどれですか。
- 化合物
- 単体
- 混合物
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
モデルのOの原子は全部で何個ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：異なる原子が一つの組に入る
試料Bを化合物とする根拠はどれですか。
- HとOが一つの組で結び付き、水の分子だけがある。
- Hの粒子とOの粒子が離れていても、同じ容器に入れば一種類の化合物になる。
- 同じ形の組が四つあるため、各組を構成する原子の種類や結び付きを見る必要がない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：異なる原子が一つの組に入る
モデルのHの原子は全部で何個ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：別々の組が同じ容器にある
試料Cの分類と理由はどれですか。
- 一種類の単体で、二種類の組の違いは粒子の数え方の違いにすぎない。
- 一種類の化合物で、水素のHと酸素のOが組み合わさり、どの粒子も同じ組に属する。
- 二つの物質の混合物で、H–HとO–Oが別々にある。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：別々の組が同じ容器にある
モデルの原子はHとOを合わせて何個ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：一個の粒と二個の組を比べる
容器DとEの分類について合う説明はどれですか。
- DとEはともに単体で、容器ごとに原子は一種類。
- Dは単体で、Eは窒素原子が二個ずつ結び付いた組なので化合物。
- DとEは粒子が複数あり、容器の中で粒子の種類が同じでも混合物。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：一個の粒と二個の組を比べる
DとEの違いをモデルから正しく読み取ったのはどれですか。
- Dは窒素の二個組で、EはHeが一個ずつある。
- Dは一個ずつ離れた原子で、Eは同じ原子の二個組。
- Dは三種類の原子、Eは六種類の原子を含む。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：つながりの記録がないモデル
試料Fを分類するために、資料に足りない情報はどれですか。
- 粒子のモデルを描く紙の大きさと、紙に対する赤と青の丸の向き。
- 赤と青の丸が同じ数であること。
- XとYがどんな組になり、どの組が含まれるか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：つながりの記録がないモデル
もしXとYが一つずつ結ばれた同じ組だけなら、どの分類に当たりますか。
- 混合物
- 化合物
- 単体
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：組の数が違っても物質を比べる
GとHの中身について読み取れることはどれですか。
- 分子の個数は違うが、同じ化合物が入っている。
- Hの分子の種類は、Gの二倍である。
- Gは一種類の原子、Hは二種類の原子を含む。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：組の数が違っても物質を比べる
容器HのモデルにあるCの原子は全部で何個ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
容器Iの分類として合うのはどれですか。
- HとOが結び付いた一種類の化合物。
- 原子の種類が一つの単体。
- 水と二酸化炭素を含む混合物。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
容器Iを「一種類の化合物」と考えない理由はどれですか。
- 水と二酸化炭素には共通の元素Oがあるので、一種類の単体として扱えるから。
- 原子の組に種類があり、二種類の物質が共存するため。
- 一つの組の中に異なる原子がないため。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
二個ずつ原子が結び付いていても、Aを化合物としない理由を説明しましょう。
資料：異なる原子が一つの組に入る
Bに二種類の元素があっても、混合物ではない理由を説明しましょう。
資料：別々の組が同じ容器にある
Cと、H–O–Hだけがある試料とでは、組にどんな違いがありますか。
資料：一個の粒と二個の組を比べる
Dは一個ずつ、Eは二個ずつでも、どちらも単体である理由を書きましょう。
資料：つながりの記録がないモデル
Fで原子の色を見ただけでは分類できない理由と、必要な情報を説明しましょう。
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
Iではそれぞれの組が化合物でも、容器全体は混合物になる理由を書きましょう。
解答: 単体・化合物・混合物を粒子モデルで区別する
単体
組をつくる原子はO一種類で、物質は酸素だけです。
10
一組に二個あり、五組あるので2×5＝10個です。
HとOが一つの組で結び付き、水の分子だけがある。
水の分子の中でHとOが結び付いており、試料Bには水だけがあります。
8
水の一組にHが二個あり、同じ組が四つなので8個です。
二つの物質の混合物で、H–HとO–Oが別々にある。
HとOは互いに結び付いておらず、別々の単体が一緒に入っています。
10
Hは2×3＝6個、Oは2×2＝4個なので10個です。
DとEはともに単体で、容器ごとに原子は一種類。
DにはHeだけ、EにはNだけがあるので、どちらも単体です。
Dは一個ずつ離れた原子で、Eは同じ原子の二個組。
個数や組の形の違いと、原子の種類数を分けて読みます。
XとYがどんな組になり、どの組が含まれるか。
二種類の原子があるだけでは、一つの化合物なのか、複数の物質なのか区別できません。
化合物
異なる種類の原子XとYが結び付いた一種類の物質なので、化合物です。
分子の個数は違うが、同じ化合物が入っている。
どちらにもO–C–Oの同じ分子だけがあり、分子の個数が異なります。
4
O–C–Oの一組にCが一個あり、四組なので4個です。
水と二酸化炭素を含む混合物。
二種類の化合物が、それぞれ別の分子のまま同じ容器に入っています。
原子の組に種類があり、二種類の物質が共存するため。
H–O–HとO–C–Oでは原子の組み合わせが異なり、別の物質を表します。
記述問題の解答・確認の観点
資料：同じ原子を二つずつ結ぶ
二個ずつ原子が結び付いていても、Aを化合物としない理由を説明しましょう。
どの組もOとOで、原子は酸素一種類です。酸素だけでできた純粋な物質なので、Aは単体です。
結び付く原子の個数で化合物を決めません。
- Aでは一組が二個でも、原子は酸素一種類と示す。
- 酸素だけからなる純粋な物質なので、単体に分類する。
資料：異なる原子が一つの組に入る
Bに二種類の元素があっても、混合物ではない理由を説明しましょう。
HとOは別々の物質として混ざっているのではなく、H–O–Hの同じ組に結び付いています。Bにあるのは水という一種類の化合物です。
元素が何種類かと、物質が何種類かは別です。
- HとOが別々に混ざるのではなく、同じH–O–Hの組に結び付くと示す。
- Bは水の分子だけなので、一種類の化合物と示す。
資料：別々の組が同じ容器にある
Cと、H–O–Hだけがある試料とでは、組にどんな違いがありますか。
CにはH–HとO–Oが別々にあり、水素と酸素という二種類の単体の混合物です。H–O–Hだけがあれば、HとOが同じ組に結び付いた一種類の化合物です。
使う元素が似ていても、結び付き方で物質が異なります。
- CのH–HとO–Oは別の組で、水素と酸素の混合物になると示す。
- H–O–Hだけの試料は、異なる元素が同じ組に結び付いた化合物と示す。
資料：一個の粒と二個の組を比べる
Dは一個ずつ、Eは二個ずつでも、どちらも単体である理由を書きましょう。
DはHeだけ、EはNだけを含みます。粒子の形や一組の原子数は違いますが、各容器の物質は一種類の元素からできています。
組があるという事実は、異なる元素が結び付いたという意味ではありません。
- Dは一個ずつのHe、Eは二個ずつのNでできていると示す。
- 粒子の個数や形が異なっても、各容器の物質は一種類の元素でできた単体と示す。
資料：つながりの記録がないモデル
Fで原子の色を見ただけでは分類できない理由と、必要な情報を説明しましょう。
赤と青があることから原子が二種類だと分かります。同じ組の中にXとYがあるのか、別の組が混ざっているのかを見て、物質を分類します。
色だけで混合物とも化合物とも決めません。
- 赤と青の丸から、原子が二種類あると示す。
- 原子がどうつながり、どの組があるかの情報が不足していると示す。
資料：二種類の化合物を一緒に入れる
Iではそれぞれの組が化合物でも、容器全体は混合物になる理由を書きましょう。
水のH–O–Hと二酸化炭素のO–C–Oは、それぞれ違う化合物を表します。容器Iにはその二種類が別の組のまま入るので、試料全体は混合物です。
化合物どうしを一緒に入れると、混合物として扱えます。
- H–O–HとO–C–Oはそれぞれ別の化合物を表すと示す。
- 容器Iには二種類の分子が別々の組のまま共存するので、全体は混合物と示す。