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有機物と無機物の違い・例・見分け方・無機物からの変化

Author nopic iconaico
雑学 / 2018年05月07日
有機物と無機物の違い・例・見分け方・無機物からの変化

有機物と無機物の違いとは?

有機物と無機物という言葉を聞いたことはありませんか。思い出すのは理科の授業でしょうか。それとも、テレビで見た情報番組などでしょうか。

なんとなく耳にしたことはあっても、きちんと説明のできない言葉はたくさんあります。

今回は、有機物と無機物についてその違いなどを見ていきましょう。

有機物の歴史

有機物は、別名を有機化合物と言います。もともと有機物は、生命、あるいは生物に由来する物質であると考えられていましたが、近代科学の発展の中で、有機物は生物に必ずしも付属したものに限定されないと考えられるようになっていきます。

有機物という言葉を初めて使ったのは、18世紀から19世紀にかけて活躍したスウェーデン出身の科学者、イェンス・ベルセリウスです。その後、科学の発展とともに有機物についての研究も進んでいきます。

有機物とは

有機物は、簡単に言うと炭素を含んだ物質のことを言います。例外もありますが、細かい点は、この後ゆっくり見ていくことにします。

無機物とは

無機物は、有機物同様、別名を無機化合物と言います。有機物が生命に関連するものと考えられていた時代、有機物以外の物質として考えられていったのが無機物です。

今では、有機物に当てはまらないもの全般を指していて、一部の単純な炭素化合物と炭素以外の原子で作られた化合物と考えられています。

現代の有機物の使い方

有機物、無機物に使われている「機」の文字は生命を示しています。しかし、有機物が生命に関連付けられるものに限定されなくなった現代では、「生物に由来する」といった意味が変わってきています。

現代では、生物を介さずに作られた有機化合物もたくさんあることから、生物由来の有機化合物を慣例的に「天然化合物」などの呼び方で区別することがあります。

中学校で習う有機物と無機物

有機物と無機物について、義務教育課程で習うのは中学校に入ってからです。一般的には、中学一年生で有機物と無機物について、その区別などを学びます。中学校二年生では、具体的な実験を通じて、有機物と無機物の見分け方などを勉強します。

集気ビンに石灰水を入れて、紙などいろいろなものを燃やす実験を覚えている方もいるのではないでしょうか。

思い出の中では、燃やす実験かおもしろくて、実験のことは覚えているけれど、その実験がなんのためのものだったか忘れてしまっている人も多いでしょう。

あの、理科の時間にいろいろな物質を燃やした実験こそ、有機物と無機物を区別する実験でした。

中学校の試験でも、どの物質が有機物で、どの物質が無機物かを問う問題はよく出されますが、間違うことも多い設問です。あいまいにしたまま課程を終了してしまうことも、よくあります。

有機物にはどんなものがあるのか?

それでは、試験を思い出しながら、どんな物質が有機物だったのか例となる物質を見ていきましょう。

身の回りにある有機物

身の回りにあるもので、有機物に分類されるものはたくさんあります。

例えばご飯、イモ類や肉、魚などです。もともと有機物が生命に関連すると考えられていたように、生き物とされるものは有機物に当たります。私達の身体も、有機物です。

それでは、プラスチックはどうでしょうか。プラスチックはもちろん生き物ではありません。答えは有機物です。生命に関連する物質なくとも、有機物に分類されるものは他にもあります。

例えば石油や石炭はどうでしょうか。エタノールやろうそくのロウなど、燃料になるものも有機物に当たります。

間違えやすいもののなかには、砂糖と塩があります。実は砂糖は有機物ですが、塩は無機物になります。

無機物にはどんなものがあるのか?

それでは、次に無機物に分類される例を見てみましょう。先ほど例に上げたように、塩は無機物に当たります。

無機物はこれまで話したように、有機物ではないもの、有機物に分類されないもののすべてを指しています。

例えば金属類は無機物です。鉄や銅、ダイヤモンドなどの鉱物も無機物の代表的な例になります。

空気と水は無機物?

身の回りにある、なくてはならないもの、空気も無機物です。空気というと曖昧に感じられる人もいるでしょう。酸素や窒素などの気体は無機物に分類されています。

同じように、私たち生命になくてはならない水も無機物です。

有機物と無機物の分類

続いて、有機物と無機物の分類について、何が有機物と無機物を分けているのでしょうか。有機物と無機物の分類についてポイントを見ていきましょう。

炭素について

有機物と無機物の分類について、具体的に両者を区別するものはなんなのでしょうか。

その答えは炭素です。

有機物とは、基本的には、炭素を含んでいるもののことです。実は、炭素をいるものの中にも無機物に分類される例外があります。それが二酸化炭素、一酸化炭素、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、そして炭素です。

これまでにも、いくつか有機物と無機物の例を挙げてきました。その中でも、無機物は炭素を含まない一種類の元素からできている単体と、炭素以外のいくつかの原子が集まって作られた化合物に分けられます。

一方、有機物は、基本的に炭素を含む物質であること、また炭素自体は無機物に分類されるため、すべて化合物となります。

有機物と無機物の種類

有機物は基本的には炭素を含んでいるもの、炭素を含んだ化合物であることはわかりました。無機物は、そんな有機物以外という、大きなくくりになっています。その中には、いくつかの種類に分けることができると考えられています。

無機物には、どんな種類のものがあるのでしょうか。

まずは単体と呼ばれる、一種類の元素からなる物質で、水素やヘリウムなどがあげられます。他には酸化物(酸化された化合物)、水酸化物(水酸化イオンOHを含む化合物)、オキソ酸(O原子を含む酸)、塩に、それぞれ分けられています。

有機物と無機物の見分け方

それでは、実際に炭素を含む物質が有機物だとして、それらを見分けるためには、どのような方法がるのでしょうか。

実は、その方法が先ほどご紹介した、中学校での物質を燃やす実験になります。ある物質を加熱して、その反応を見ることで、有機物と無機物の見分けをつけることができます。

その仕組みを見てみましょう。

物質の燃焼実験

ある物質を燃やすと、炎が出て、煙が出て炭や灰が残ります。これが「燃える」ということです。もう少し詳しく見てみると、熱や光を出しながら酸化することを燃焼と言います。

この時、二酸化炭素が出てくるものは有機物であると考えられます。

実験では、集気びんと石灰水を使います。集気びんの中で、有機物を燃やすと、燃焼の後、ビンの中が白くくもり、石灰水は白く濁ります。瓶の中が白く曇るということは、水滴=水ができたということです。

また、石灰水は二酸化炭素と反応して白く濁る性質があるので、二酸化炭素が発生したことがわかります。

有機物に含まれている炭素(C)が燃焼によって酸素(O)と結びつき、二酸化炭素(CO2)ができたということが実験で確認できました。

さらに有機物の多くは水素を含んでいるので、燃焼の結果水素(H)が酸素と結びつき、水が発生します。

無機物の燃焼実験

一方で、たとえば鉄を燃やして酸素と結びつけても、鉄が参加するだけで二酸化炭素が発生するわけではないので無機物であるとわかります。

また、もっと単純で身近なもので言えば、燃やして焦げができるものはたいてい有機物になります。よい例が砂糖と塩です。

砂糖は焦がすと焦げが出てキャラメル化します。一方、塩はどれだけ熱を加えても焦げることはありません。炭素を含まない無機物なので、塩は焦げないということがわかります。

よく間違えられるプラスチックも、燃やすことができ、燃えつきた後は炭が残る点からも有機物であることがわかります。

無機物から有機物への変化

ここまで、有機物と無機物の分類や区別を見てきました。そもそも、形作っている物質に違いがあることもわかりました。

それでは、無機物から有機物を作り出すことは可能なのでしょうか。

無機物から有機物を作り出すもの

有機物と無機物の違い・例・見分け方・無機物からの変化

改めて、無機物から有機物への変化を考えてみましょう。

例えば、無機物には塩や金属などのほかに、炭素や二酸化炭素などの気体も含まれていました。これらを原材料に、別の物質を作り出す存在が、私たちの身近にあります。

それは植物です。植物が行う光合成を考えてみましょう。植物は、太陽のエネルギーを使って、二酸化炭素を吸収し、酸素と糖分を作り出し、自らの栄養にしています。

これはまさに無機物を有機物へと作り変える化学反応と言えます。そのようにして作り出された酸素を、私たちは呼吸し、自分たちのエネルギーに使っています。また、植物が光合成によって蓄えた栄養分を、その植物を食べることによって、私たちは生命活動をしていると言えるでしょう。

無機物から有機物へ・命の起源は

有機物と無機物の違い・例・見分け方・無機物からの変化

無機物から有機物への変化、それはそのまま地球上の命の起源にかかわる問題になります。

先ほどは植物の光合成をご紹介しましたが、そもそも植物もなかったときに、どのようにして地球上に有機物が作られたのでしょうか。

地球誕生と原始の海

宇宙誕生のなぞは、いまだに解明されていませんが、有機物の構成要素である炭素などの原子は宇宙誕生の初期から存在していたと考えられています。

宇宙誕生の後、まず水素原子が誕生します、その後へリウムなどの原子ができ、炭素も発生します。宇宙は広がり、たくさんの原子が誕生し、星々も作られていきます。46億年前に、太陽系そして地球が誕生します。

ここで問題となるのが、どのように地球上で生命、有機物が誕生したのかという点です。地球上に生命が誕生するためには、有機物が存在しなくてはいけません。生命が誕生する直前の原始の海には、アミノ酸などを含む有機物が存在していたと考えられています。

それらの起源は、宇宙で作られた物質がすい星や隕石によって地球上にもたらされたとも、地球上で発生したとも言われ、複数の説の前に、生命誕生のなぞは解明されていません。

生命誕生のなぞ

有機物と無機物の違い・例・見分け方・無機物からの変化

生命誕生の要素である無機物から有機物への変化は、宇宙でどのように起きたのでしょうか。宇宙誕生の初期の様子は、少しづつわかってきています。数々の物質が衝突しあい、核融合を起こし、新たな部室を生み出していくダイナミックな初期の宇宙の姿です。

そのような動きの中で、有機物は誕生したのでしょうか。

そして地球上ではどのように有機物が生まれ、生命誕生に至ったのでしょうか。有機物と無機物から問いかけられてくるのは、壮大な宇宙と生命の謎です。

世界を形作るもの

有機物と無機物の違い・例・見分け方・無機物からの変化

有機物と無機物について、一般的なことから、宇宙や生命の起源について幅広くご紹介してきました。

有機物と無機物は、どちらもこの世界を形作る物質であり、その違いや起源を紐解いていくことは、この世界がどのように作られ、私たちがどのようにして誕生したのかという大きな問いかけにつながっていきます。

身の回りのものを眺め、有機物か無機物か、一度考えてみませんか。そして夜空を見上げれば、たくさんの物質で作られた星々の光を、また違った目で楽しむことができるでしょう。

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