中学1年 理科 / 化学

氷・水・水蒸気 ― 粒子の動き

加熱を進めて、水の粒子を観察しよう。ここでの粒子は水分子(H₂O)です。原子がばらばらになるのではなく、水分子の並び方・動き・間隔が変わります。

氷(固体)−20 ℃
水分子の模式図です。説明文でも状態を確認できます。
赤い大きな球=酸素原子 / 小さな白い球=水素原子
3つで1個の水分子。黄色の輪は観察用の目印です。
固体:48個液体:0個気体:0個

観察して考えよう

① 氷の中の分子は、止まっている?

止まっていません。規則的に並んだ位置のまわりで振動しています。液体になると、分子どうしが近いまま位置を入れ替えられるようになります。

② 水蒸気になると、水分子は大きくなる?

分子の大きさはほぼ変わりません。分子どうしの間隔が大きくなり、広い空間を自由に運動します。水素と酸素に分解する変化ではありません。

③ 水は100℃にならないと気体にならない?

100℃未満でも、液面から分子が飛び出す「蒸発」が起こります。1気圧では100℃で液体の内部からも気体の泡が生じる「沸騰」が起こります。この図では、3つの状態を比べるため、100℃未満での蒸発は省略しています。

④ 白い湯気は水蒸気?

水蒸気そのものは目に見えません。白い湯気は、水蒸気が冷やされてできた小さな水滴です。