一般化学：原理と現代的応用

引用

Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2023). Petrucci's General Chemistry: Principles and Modern Applications (12th ed., Global ed.). Pearson.

章の要約

第12版は全28章からなり、最後の章はオンラインで提供される。Pearson の紹介文は、本書を専攻生と非専攻生の両方に一般化学を教えてきた著者陣による詳細な教科書として位置づけ、繰り返し現れる3つの特徴を挙げている。各章の本文中に置かれた Concept Assessment の問い（完全な解答は付録 G）、学生がよく抱く疑問に答える「Are You Wondering?」のコラム、そしてすべてが Analyze–Solve–Assess（分析・解答・検討）の構成に沿う例題である。この版についての出版社の説明は、目次の再編、20人の科学者の新しい紹介記事、周期表の最近の改訂への対応、400題を超える章末問題の改訂に触れている。

第1〜5章：物質：その性質と測定／原子と原子論／化合物／化学反応／水溶液中の反応入門

冒頭のまとまりは、測定と物質の性質、原子論、化合物、化学反応を扱い、続いて水中での反応を独立した入門章で扱う。ここでの原子構造は原子論のレベルにとどまり、電子の量子論的な記述は第8章まで待つことになる。

第6〜7章：気体／熱化学

気体と熱化学が電子構造より前に置かれているため、気体の法則と反応のエネルギー変化は前期の早い段階でそろう。

第8〜11章：原子の中の電子／周期表と原子の諸性質／化学結合 I：基本概念／化学結合 II：原子価結合理論と分子軌道理論

構造の中核をなす部分で、原子の中の電子、周期的性質、そして2章にわたる化学結合を扱う。結合はまず基本概念を、次に原子価結合理論と分子軌道理論を取り上げる。

第12〜14章：分子間力：液体と固体／自発的変化：エントロピーとギブズエネルギー／溶液とその物理的性質

次に凝縮相が来る。エントロピーとギブズエネルギーは分子間力と溶液のあいだの第13章に置かれており、自発性の熱力学的な判定基準が反応速度論と平衡の後ではなく前に使えるようになっている。

第15〜20章：化学反応速度論／化学平衡の原理／酸と塩基／酸塩基平衡の発展的側面／溶解度と錯イオンの平衡／電気化学

反応速度と平衡のまとまりである。酸塩基化学には2章が充てられ、2章目は酸塩基平衡の発展的な側面を扱う。そのあとに溶解度と錯イオンの平衡、電気化学が続く。

第21〜24章：典型元素の化学 I：1、2、13、14族／典型元素の化学 II：18、17、16、15族と水素／遷移元素／錯イオンと配位化合物

記述化学の4章である。典型元素は2章に分けられ、2章目は貴ガスから15族へと逆にたどって水素で終わる。遷移元素と配位化合物にはそれぞれ独立した章がある。

第25〜28章：核化学／有機化合物の構造／有機化合物の反応／生体の化学（オンライン）

本書は核化学、2つの有機化学の章（構造、次いで反応）、そして生体系の化学を扱うオンラインの章で締めくくられる。

主要概念

第1〜7章：基礎

• 測定と原子論：物質の性質とそれを原子の観点から見る見方であり、量子力学より前に整えられる。
• 水溶液中の反応：水中で出会う反応の型を導入する独立した章。
• 熱化学：反応に伴うエネルギー変化であり、電子構造より前に学ぶ。

第8〜14章：構造、結合、自発性

• 原子価結合理論と分子軌道理論：第11章がまるごと充てられている共有結合の2つのモデル。
• 分子間力：液体と固体の性質の基礎。
• エントロピーとギブズエネルギー：自発的変化の判定基準であり、平衡より前に導入される。

第15〜28章：反応、平衡、記述化学

• 化学反応速度論と平衡：反応速度を学んだのち、平衡の原理を酸と塩基、溶解度、錯イオンに適用する。
• 配位化合物：遷移元素の概観のあとで扱われる錯イオン。
• 有機化合物の構造と反応：有機化学を1章だけの概観より先へ進める2つの章。

批判的分析

長所

• 体系的な問題解決の手順。 Pearson によれば、すべての例題が Analyze–Solve–Assess という同じ流れに沿っており、多くは状況を示す図や写真を含む。学生はまねるべき一貫した手順を一つ得られる。
• 完全な解答付きの自己チェック。 Concept Assessment の問いは、その多くが定性的なもので、章の本文中に置かれ、完全な解答が付録 G に掲載されている。学生は章末問題に進む前に理解度を確かめられる。
• 記述化学と有機化学の幅広い扱い。 典型元素の2章、遷移元素と配位化合物の独立した章、2つの有機化学の章、オンラインの生化学の章があり、有機化学を1章の概観で済ませる本よりも多くの記述化学と有機化学を目次に含んでいる。
• 好奇心の受け皿。 「Are You Wondering?」のコラムはよくある誤解を取り上げ、別の説明を示し、見かけ上の矛盾を解消する。Pearson は、これらを課すか省くかは教員の判断に任されるとしている。

短所

• 分量。 28章は OpenStax の Chemistry 2e より7章多く、教員も独学者も取捨選択が必要になる。記述化学の章（第21〜24章）が選んで読む対象の筆頭である。
• 最終章はオンラインのみ。 「生体の化学」は印刷版に含まれないため、生化学への橋渡しは別に読む必要がある。
• 有料プラットフォームとの結びつき。 Pearson は本書を Mastering Chemistry プラットフォームとセットで提示しており、拡充された章末問題のアイテムライブラリはそこにある。その部分の演習教材を使うには教員が設定したコースへのアクセスが必要である。

コースにおける位置づけ

本書はこのリストにある包括的な一般化学教科書の一つで、範囲は Brown らの Chemistry: The Central Science に匹敵する。OpenStax の Chemistry 2e は同様の2学期の流れを無料で扱うが、いくつかの話題の順序が異なる。エントロピーと自由エネルギーを平衡の章の後の章に回し、有機化学には概観の1章しか充てていない。Petrucci はギブズエネルギーを反応速度論と平衡の前に導入し、有機化合物の構造と反応に2章を割いている。Chemistry 2e を主教材にしている学生は、より多くの問題や追加の有機化学・記述化学を求めて Petrucci を参照でき、その逆も成り立つ。

その後さらに深めるには、微積分を用いて物理的原理から結果を導く Atkins らの Chemical Principles と、有機・無機・物理化学という通常の区分を捨てて軌道理論、熱力学、反応速度論から構造と反応性を説明する Keeler と Wothers の Chemical Structure and Reactivity がある。どちらも化学の学位をめざす学生に向いている。

本書の使い方

本書は一般化学の授業を受ける大学1年生を対象としており、専攻生と非専攻生の両方を想定している。Pearson は予備知識を明示していないが、章の流れが測定と原子論から始まるので、学校で学ぶ代数と化学の基礎が現実的な出発点となる。

実際的な計画は次のとおりである。

• 前期： 第1〜12章。測定から、気体、熱化学、原子構造、結合、分子間力まで。
• 後期： 第13〜20章。エントロピーとギブズエネルギーから、溶液、反応速度論、平衡の4章、電気化学まで。
• 選択的に： 第21〜25章はコースに応じて、第26〜27章は有機化学への橋渡しとして読む。オンラインの第28章は、生化学に進む学生にとって有用な予習になる。

章を読み進めるときは、Concept Assessment の問いに答えてから先へ進み、付録 G で確かめるとよい。章末問題では例題の Analyze–Solve–Assess の型にならい、矛盾しているように見える点は「Are You Wondering?」のコラムで解消すること。授業で Mastering Chemistry プラットフォームを使う学生は、そこでも章末問題に取り組める。