英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
化学は、さまざまな物質の構造や性質、そして物質どうしの反応を研究する自然科学の一部門です。日本語の「化学」という言葉が生まれた幕末から、ラヴォアジエの質量保存の法則、周期表、化学結合の理論まで、その歩みには意外な逸話がたくさんあります。 このクイズでは、化学の歴史と基本概念に加えて、溶液の酸性・アルカリ性を表すpHについても幅広く出題します。宇田川榕菴が生み出した元素名、セーレンセンが提案したpH、純水や雨水のpHの値など、教科書では触れられない話題も登場します。 全問に解説つき。理科好きの方も、学び直しの方も、自分の知識を試してみてください。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01同音異義語の「科学」と区別するための、化学の別の読み方は？
ばけがく
「化」を訓読み、「学」を音読みにした湯桶読みである。英語の chemistry と science が日本語ではどちらも「かがく」になってしまうため、会話の中で区別する必要から生まれた。
Q 02pHの読み方のうち、ドイツ語読みに由来するものは？
ペーハー
日本の計量法とその下位命令では、ピーエッチという計量単位の単位記号がpHと定められているだけで、読み方は一切定められていない。
Q 03周期律を簡略な表にまとめた周期表は、化学の何とまで呼ばれる？
バイブル
原子の周期的性質の発見は初期の化学の一大成果だった。その本質が明瞭になったのは量子力学が成立してからで、電子配置からイオン化エネルギーや電気陰性度などが理論づけられる。
Q 04結晶構造を持ちながら液相的な性質を示す物質を何という？
液晶
こうした物質の一部には、ベンゼン環のような平面の構造を持つという共通点がある。固体は規則的に配列する結晶と、規則性に乏しいアモルファスに大きく分けられる。
Q 05分子量の小さな物質をつなぎ合わせて高分子を作る化学合成の代表例は？
重合反応
これは化学工業の主要なプロセスである。機能を持たせる化学合成の例としては医薬品製造やナノテクノロジーがあり、効率よく作るために触媒や不斉合成が研究されている。
Q 06サッカーボール状の風変わりな構造を持つ分子として知られるのは？
フラーレン
近年発見された変わった構造の分子には、ほかに知恵の輪のような形をしたカテナンがある。エタン類のように回転できる分子でも、立体障害によって特性の差が生じる。
Q 07幕末から明治初期に化学を指した「舎密（セイミ）」は何語の音訳？
オランダ語
もとの単語 Chemie はラテン語系の言葉で、その単語自体の意味は「科学」だった。ほかにも「分析術」「分離術」「製煉術」「離合之学」といった訳語が試みられていた。
Q 08生化学において酸化反応が重要な役割を果たす代謝回路は？
クエン酸回路
酸と塩基が電子対を原子と一体のまま受け渡すのに対し、酸化と還元は電子が単独で動く反応である。そのため電圧と密接に関係し、電流を生む機構の基本原理にあたる。
Q 09単位や記号の世界統一について勧告を行う、化学の国際的な学会連合は？
国際純正・応用化学連合
略称はIUPACで、他の科学組織との協議を行う母体にもなっている。世界のほとんどの国では、化学の専門教育は大学を中心とした機関が担っている。
Q 101909年にpHの概念を提案したデンマークの生化学者は？
セーレン・セーレンセン
当初は水素電極の起電力が水素イオン濃度の対数に比例するものとしていたが、1924年に考えを改め、水素イオン活量の対数に比例するものとした。
Q 11日本初の近代化学の紹介書『舎密開宗』を著した江戸時代の人物は？
宇田川榕菴
翻訳にあたって日本語にまだ存在しなかった学術用語を次々と造語し、酸素・水素・窒素・炭素といった元素名や、酸化・還元・溶解・分析といった化学用語を生み出した。
Q 12炭素の二重結合部分が回転しないために生じる異性体は？
幾何異性体
同じ種類と数の元素が組み合わさった分子でも、構造の違いで物性に差が出る。ベンゼン環に結合する置換基の位置（オルトなど）による構造異性体もその一例である。
Q 13高分子化学が扱う高分子の分子量は、およそいくつから数百万に及ぶ？
1万
高分子化学は有機・無機の両方を対象とするが、実際には有機化合物を扱う割合が高く、合成方法だけでなく機械的性質や熱物性も研究する。材料としての重要性から工業との結びつきが非常に強い分野である。
Q 14閉鎖系で物質がどの相を取るかを温度と圧力から定める法則は？
Q 21ニュートン力学を記した『自然哲学の数学的諸原理』が書かれたのは何年？
1687年
通称『プリンキピア』と呼ばれるこの著作は近代物理学の最初の到達点とされ、化学の興隆はこれより100年ほど時代が下ることになる。
Q 22ギルバート・ルイスと独立に共有結合の概念を提案したアメリカの科学者は？
アーヴィング・ラングミュア
イオン結合の理論では説明できなかった水素分子のような無極性分子を説明するための概念だった。その後、量子力学が交換相互作用や分子軌道を明らかにし、分子構造論を深化させた。
Q 23化学が取り扱う物質の種類は、1980年代に何種を越えた？
600万種
しかも当時は年平均1000種が新たに追加されていた。化学は典型的な蓄積型の学問で、数世紀前の実験データも間違いでない限り重要性を失わない。
Q 2420世紀に入ってイオン結合を理論化したドイツの科学者は？
ギブズ相律
固体・液体・気体といった相の状態は物質ごとに相図というダイアグラムで示される。気体が電離した状態についてはプラズマ化学という専門分野が扱う。
Q 15化学反応が原子と電子の相互作用に基づくことを解明した原子核モデルは誰のもの？
アーネスト・ラザフォード
19世紀に原子・分子の組み換えが化学反応の本質だと理解されたあとも、反応の中心原理が何かは、物理学が原子の成り立ちを解明するまで待つ必要があった。
Q 16著書『化学新書』（1861年）で「化学」という語を初めて用いた人物は？
川本幸民
この語は後に明治政府が正式に採用した。長く和製漢語と考えられてきたが、近年では中国語からの借入語とする説が有力で、中国では月刊誌『六合叢談』に先に登場している。
Q 17化学の語源とされるエジプト語「chémi」は何を意味する？
黒
この言葉がヨーロッパに伝わって化学を表す用語となり、化学は「黒の技術」とも呼ばれた。古代ギリシアでは元素論がタレスに始まり、アリストテレスらによって大成された。
Q 18アントワーヌ・ラヴォアジエが質量保存の法則を発見したのは何年？
1774年
数学や物理学が古代ギリシアで始まったのに対し、近代的な化学はこの発見とドルトンの原子説から数えてまだ200年ほどの歴史しかない。ニュートン力学より100年ほど遅い出発だった。
Q 19簡単な共有結合分子の形を説明する規則は？
原子価殻電子対反発則
これに電子軌道の考え方を加えると、分子やイオンの構造についての理論的根拠になる。静電気力で結ぶイオン結合には方向性がないが、共有結合には異方性がある。
Q 20金属結合の理解を自由電子モデルから一歩進めた理論は？
バンド理論
量子力学は分子構造論を深化させ、二原子分子の安定を説明する交換相互作用や、分子軌道・原子軌道を明らかにした波動関数ももたらした。
ヴァルター・コッセル
それでも水素分子のような無極性分子は説明できず、アメリカのギルバート・ルイスらが共有結合の概念を提案することになる。19世紀には化学親和力や原子価といった概念が先行していた。
Q 25『舎密開宗』の原著を1801年に出版したイギリスの化学者は？
ウィリアム・ヘンリー
原著の題名は An Epitome of Chemistry である。日本語訳にあたっては、化学用語そのものがまだ存在しなかったため、訳者が新しい言葉を一から作る必要があった。
Q 26著書『理論化学』（1893年）で理論化学を唱えた科学者は？
ヴァルター・ネルンスト
原題は Theoretische Chemie で、熱力学や量子力学の手法から物質を研究する物理化学とほぼ同じ概念である。コンピュータの進歩に伴い、計算で物質の状態を予測する量子化学や計算化学も急速に発展した。
Q 27アメリカ化学会が化学物質のデータベース整備を始めたのは何年？
1907年
近年ではインターネット上でアクセスできる「Chemical Abstracts」として公開されている。日本では日本化学会が全体を網羅し、分野ごとに化学工学会や高分子学会などがある。
Q 28pHの測定方法を規定している日本産業規格は？
JIS Z 8802
この規格で定める読みは「ピーエッチ」または「ピーエイチ」である。活量による定義は概念上のもので実測できないため、実際の測定ではこの規格の操作的定義を用いる。
Q 29中国の月刊誌『六合叢談』に「化学」という単語が初めて載ったのは何年？
1857年
発行元は墨海書館である。一般には徐寿がイギリスの専門書『化学鑑原』を翻訳する際に造った語と信じられてきたが、雑誌のほうが十年以上早く使っていたことになる。
Q 30空気に含まれる二酸化炭素の割合はおよそ何%？
0.04 %
二酸化炭素の分圧がほぼ一定なので、温度が同じなら水への溶解度や炭酸が電離する割合も一定になる。そのため大気汚染がなくても、雨水は二酸化炭素を溶かし込んでわずかに酸性を示す。