Development of Experimental Materials to Determine Metallic and Ionic Radii from the Density of Crystals in Upper Secondary School Chemistry
Year: 2025
Type: article
Abstract: 物質の性質を比較することは科学の基盤であり，共通点を見いだして同定したり，反応性をもとに分類することは中等教育においても重要な位置を占める。たとえば，物体の密度から物質を区別したり，水への溶けやすさで試料を分類したりする実験を通じて，知識を活用して課題を解決し，概念的な理解を深めていく。本研究は，メスシリンダーの液面の変化に着目して金属結晶やイオン結晶の密度を求める実験に焦点を当て，単位格子の構造をもとに金属結合半径やイオン半径を算出する授業展開を提示することを主眼とする。本論文では，学生実験の結果をもとに密度の測定値，金属結合半径やイオン半径の計算値を評価し，授業実践の際に想定される数値の目安を示した。教育現場で活用する際のメリットとして，簡単な器具で実践できるだけでなく，岩塩をへき開する従来法と同程度に正確であることがあげられる。本実験を含む授業を通じて，生徒は巨視的な結晶と微視的な原子やイオンを関連付けて考察し，目に見えない原子やイオンの配列（結晶格子）への理解を深めることができる。
DOI: 10.11639/sjst.25042
Authors: Noriyuki MATSUURA, Masatada MATSUOKA
Institutions: Ehime University, Fukuoka University
Language: English
Subfield: Physical and Theoretical Chemistry
Field: Chemistry
Domain: Physical Sciences
SDG: Quality education
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4416821892