【材料・科学・バイオ 1/5】〜部材及び材料の元素、ハロゲン、密度・電気抵抗率・融点、アミノ酸〜

技術士一次試験

実際に私が勉強に使用したオリジナルまとめノートを公開しています。

試験勉強の手助けになれば嬉しく思います。

平成25年度試験~令和2年度試験の内容まで反映しております。

赤文字は重要ポイントです。

【部材及び材料の元素】

〇リチウムイオン二次電池正極材:Co(コバルト)が多く使われている。

〇光ファイバー:Si(石英)のガラスが多く使われている。

〇ジュラルミン:Cu(銅)やマグネシウムの合金。

〇永久磁石:Fe(鉄)、コバルト、ニッケルなどが使われている。

〇乾電池負極材:Zn(亜鉛)が多く使われている。

【ハロゲン】

〇ハロゲン原子の電気陰性度は、大きいものからF、Cl、Br、Iの順である。

〇ハロゲン分子の酸化力は、強いものからF2、Cl2、Br2、I2の順である。

〇ハロゲン化水素の水溶液の酸性は、強いものからHI、HBr、HCl、HFの順である。

〇ハロゲン化水素の沸点は、高いものからHF、HI、HBr、HClの順である。

【密度・電気抵抗率・融点】

〇鉄、銅、アルミニウムの密度、電気抵抗率、融点について(密度及び電気抵抗率は20[℃]での値、融点は1気圧での値で比較)

・密度・・・・・銅 > 鉄 > アルミニウム

・電気抵抗率・・鉄 > アルミニウム > 銅

・融点・・・・・鉄 > 銅 > アルミニウム

【アミノ酸】

〇タンパク質を構成するアミノ酸は20種類あるが、アミノ酸1個に対してDNAを構成する塩基3つが1組となって1つのコドンを形成して対応し、コドンの並び方、すなわちDNA塩基の並び方がアミノ酸の並び方を規定することにより、遺伝子がタンパク質の構造と機能を決定する。しかしながら、DNAの塩基は4種類あることから、可能なコドンは4 × 4 × 4 = 64通りとなり、アミノ酸の数20をはるかに上回る。この一見して矛盾しているような現象について、「64 − 20 = 44のコドンのほとんどは20種類のアミノ酸に振分けられ、1種類のアミノ酸に対していくつものコドンが存在する。」と説明できる。

〇一部の特殊なものを除き、天然のタンパク質を加水分解して得られるアミノ酸は20種類である。アミノ酸のαー炭素原子には、アミノ基とカルボキシ基、そしてアミノ酸の種類によって異なる側鎖(R基)が結合している。R基に脂肪族炭化水素鎖や芳香族炭化水素鎖を持つロイシンやフェニルアラニンは疎水性アミノ酸である。グリシン以外のアミノ酸には光学異性体が存在するが、天然に主に存在するものはL体である。

〈タンパク質〉

〇タンパク質を構成するアミノ酸は、20種類あり、アミノ酸の性質は、側鎖の構造や物理化学的性質によって決まる。タンパク質に含まれるそれぞれのアミノ酸は、隣接するアミノ酸とペプチド結合をしている。タンパク質には、等電点と呼ばれる正味の電荷が0となるpHがあるが、タンパク質が等電点よりも高いpHの水溶液中に存在すると、タンパク質はに帯電する。

〇タンパク質は、20種類のαアミノ酸がペプチド結合という共有結合によって結合した高分子である。

〇タンパク質を構成するアミノ酸はほとんどがL体である。

〇タンパク質の一次構造は遺伝子によって決定される。

〇タンパク質の高次構造の維持には、アミノ酸の側鎖同士の静電的結合、水素結合などの非共有結合が重要である。

〇ジスルフィド結合は共有結合

〇フェニルアラニン、ロイシン、バリン、トリプトファンなどの極性アミノ酸の側鎖はタンパク質の表面に分布していることが多い。

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