化学：中心の科学

引用

Brown, T. E., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C., Woodward, P., & Stoltzfus, M. E. (2023). Chemistry: The Central Science (15th ed.). Pearson.

章の要約

第15版は24章から成り、出版社のページには題名だけが載っている。章は一般的な一般化学の順序に沿っており、物質と測定、原子と反応、エネルギーと電子、化学結合、物質の状態、速度と平衡、熱力学と電気化学、そして最後に記述的・応用的な話題と進む。出版社によれば、この版では、学生にわかりやすい学習目標とそれに続く自己評価の演習、問題解決の方略の説明、多様な章末問題が加わった。

第1～4章：序章：物質、エネルギー、測定；原子、分子、イオン；化学反応と反応の化学量論；水溶液中の反応

冒頭のまとまりは、物質・エネルギー・測定、原子・分子・イオンという粒子の見方、化学反応の化学量論、水溶液中の反応を扱う。

第5～7章：熱化学；原子の電子構造；元素の周期的性質

熱化学が原子構造より前に置かれており、電子構造や周期的傾向よりも先にエネルギーの勘定が導入される。

第8～9章：化学結合の基本概念；分子の幾何構造と結合理論

結合は、基本概念を扱う最初の章と、分子の幾何構造と結合理論を扱う第2の章に分けられている。

第10～13章：気体；液体と分子間力；固体と現代の材料；溶液の性質

物質の状態と溶液の性質を扱い、現代の材料についての章も含まれる。

第14～17章：化学反応速度論；化学平衡；酸・塩基平衡；水溶液中の平衡：緩衝液、滴定、溶解度

最初に速度論があり、続いて平衡についての一般的な章、酸・塩基平衡、緩衝液・滴定・溶解度についての章が並ぶ。

第18～21章：環境の化学；化学熱力学；電気化学；核化学

環境化学が熱力学と電気化学の章に先行し、その後に核化学が来る。

第22～24章：非金属の化学；遷移金属と配位化学；生命の化学：有機化学と生化学

最後の章は記述的な内容で、非金属、遷移金属と配位化学、有機化学と生化学の入門である。

主要概念

第1～9章：物質、反応、構造と結合

• 化学量論：反応物と生成物の量的関係（第3章）。
• 熱化学：反応に伴う熱とエネルギーの変化（第5章）。
• 電子構造と周期的性質：電子の配置と、それが説明する傾向（第6～7章）。
• 分子の幾何構造と結合理論：分子の形と結合のモデル（第9章）。

第10～17章：物質の状態、速度論、平衡

• 分子間力：液体と固体の性質を決める引力。
• 化学反応速度論：反応の速さ。
• 化学平衡と酸・塩基平衡。
• 緩衝液、滴定、溶解度：第17章にある水溶液中の平衡の応用。

第18～24章：熱力学と記述化学

• 化学熱力学と電気化学。
• 核化学。
• 遷移金属の配位化学。
• 締めくくりの応用としての有機化学と生化学。

批判的分析

長所

• **6人の著者陣。**出版社は著者たちを第一線の研究者であり受賞歴のある教員であると紹介している。所属は、イリノイ大学、ネバダ大学リノ校、ウースター工科大学、オハイオ州立大学である。
• **練習と問題解決が中心。**出版社は、他に類を見ない問題集、問題解決の方略の説明、そしてこの版では学習目標と自己評価の演習の組み合わせを宣伝している。これは、学生が読むことから自分を試すことへと進む明確な道筋になる。
• **1冊で広い範囲を扱う。**24章は、化学量論から熱力学と電気化学まで一般化学の伝統的な話題に加え、核化学、記述的な無機化学、有機化学を扱うので、1冊で一般化学のコースをまかなえる。
• **応用的な章。**章の一覧には「固体と現代の材料」「環境の化学」「生命の化学：有機化学と生化学」があり、中心的な話題を応用に結び付けている。

短所

• **終盤の記述的な章。**第22～24章（非金属、配位化学、有機化学と生化学）は定量的な中核の後に置かれているため、時間の限られたコースでは含めるかどうかを決める必要がある。
• **関連する話題が離れている。**平衡は3つの章（第15、16、17章）にまたがり、エネルギーは第5章で熱化学として最初に現れ、第19章で化学熱力学として再び現れるので、学生はそれらを自分で結び付けなければならない。

コースにおける位置づけ

本書は、商業出版社による包括的な一般化学の教科書である。OpenStax の Chemistry 2e は無料でオープンライセンスの2学期用教科書で、最も直接的な代替になる。Petrucci らの General Chemistry: Principles and Modern Applications は、問題解決を重視する包括的な入門教科書である。Atkins らの Chemical Principles は微積分を使い、物理的な原理から化学を組み立てるので、導出を望む学生に向いている。Keeler と Wothers の Chemical Structure and Reactivity は、有機・無機・物理化学という通常の区分をあえて無視しており、最初のコースの後でこの分野を新たな目で見直す手段になる。

本書の使い方

出版社のページには前提知識の記載がなく、本書は現代化学への入門として紹介されている。目次の順に従う自然な進め方は、まず第1～9章、次に物質の状態と溶液、続いて速度論と平衡（第14～17章）、その後に熱力学と電気化学（第19～20章）である。第18章と第21～24章は、コースに応じて選択する。

学習にあたっては、学習目標で目標を立て、続く自己評価の演習と章末問題で自分を試す。新しい種類の問題に取り組む前に、問題解決の方略の説明に目を通すとよい。平衡の話題がばらばらに感じられるときは、第15～17章を1つのまとまりとして読む。