（オープニングタイトル）

焼きたてのホットケーキ。切ってみると、中に穴がたくさん開いています。焼いているときの様子を断面で見ると、生地に泡ができ、それが大きくなってホットケーキがふくらんでいきます。この泡の正体は何なのでしょう。

ホットケーキを焼いていると、中に泡が現れます。ホットケーキをふくらます泡は、何からできているのでしょう。ホットケーキの主な材料は、小麦粉、砂糖、それに、一般に“重曹（じゅうそう）”と呼ばれる炭酸水素ナトリウムの三つです。このなかで、熱すると泡を出すのはどれでしょう。牛乳、卵、小麦粉に重曹を入れ、砂糖は入れずに焼くと、泡が出てきました。砂糖は泡に関係ないようです。では、砂糖は入れ、重曹を入れずに焼くと…。泡はまったく出てきません。ホットケーキをふくらませたのは、重曹から出る泡、つまり気体のようです。

泡を作る気体は何か。重曹を加熱して調べてみます。重曹を入れた試験管につけたゴム管の先の試験管には、石灰水が入っています。重曹を加熱すると、ゴム管の先から気体が出てきました。石灰水をにごらせるこの気体は、二酸化炭素です。ホットケーキの泡の正体は二酸化炭素でした。試験管には白いものが残っています。これは炭酸ナトリウムです。ほかに、試験管の中には水も発生しています。重曹、つまり炭酸水素ナトリウムは、熱することで二酸化炭素、炭酸ナトリウム、水に分かれたのです。このように、物質は熱すると別の物質に分解されることがあるのです。

水は、分解して別の物質にすることができます。どうやって分解するのでしょう。「H字管」に水を入れて分解します。H字管には陽極と陰極の電極が入っています。H字管に入れる水には、電流が流れやすくするために、うすい水酸化ナトリウム水溶液を少し混ぜてあります。電極を電源装置につなぎ、電流を流すと、陰極、陽極どちらにも気体が発生しました。気体は管（くだ）の上部にたまります。

陰極に発生した気体に炎を近づけると、「バンッ」と音を立てて燃焼しました。陰極に発生した気体は、水素です。陽極に発生した気体に火のついた線香を入れると、炎を出して激しく燃えました。陽極に発生した気体は、酸素です。水は、電流を流すと、水素と酸素に分解することができるのです。

アルミニウムのかたまりをどんどん細かくしていくと、粉々になります。実は、さらに細かくすると、「原子」という粒に行き着きます。原子が並んでいる様子を原子間力（げんしかんりょく）顕微鏡で見てみましょう。見るのは、珪素（けいそ）という原子でできた板。肉眼では表面に何も見えませんが、顕微鏡で見ると、表面に小さな粒が並んでいるのが見えます。この小さなひと粒ひと粒が、珪素の原子。大きさは150万分の１mmくらいです。

原子は非常に小さく、たとえば１円硬貨１枚に含まれる原子の数は、２万2000個の100万倍の100万倍の100万倍にもなります。うすく延ばした金箔（きんぱく）の厚さはわずか０．０００１mmです。それでも、金の原子を縦に並べると、およそ500個も入ります。金属はこのように、小さな原子が集まってできているのです。一方、水素や酸素は原子１個１個のままではなく、２個がセット。こうした、いくつかの原子が結び付いた粒子が単位になっているものを、「分子」と呼びます。

現在、110を超える種類の原子が発見されています。金属を作る鉄、金、アルミニウムのほか、身のまわりにあるさまざまな物質はすべて、元素の「周期表」にある原子の組み合わせでできています。たとえばアンモニアは、１個の窒素原子と３個の水素原子が結び付いた分子。酢（す）に含まれる酢酸（さくさん）は、４個の水素原子、２個の炭素原子、２個の酸素原子が結び付いてできた分子です。物質は、原子か、原子を組み合わせてできる分子でできているのです。

19世紀の初め、イギリスの科学者ドルトンが、いくつかの実験結果などから、「物質はそれ以上分けることのできない小さな粒子からできている」という原子論を発表しました。ドルトンは原子の性質として、「原子はそれぞれの種類によって大きさと質量が決まっている」、そして「原子はほかの原子に変わったり、なくなったり、新しくできたりすることはない」と考えました。ドルトンが原子の考えを発表した少しあとに、イタリアの科学者アボガドロは、「酸素や水素などの気体は、複数の原子が集まった分子でできている」という考えを発表しました。

そして現代の科学では、原子の構造もわかってきています。原子は中心に「原子核」を持ち、そのまわりを「電子」が取り囲む構造をしています。また原子核は、「陽子（ようし）」と「中性子（ちゅうせいし）」で構成されています。原子とは、こうした小さな粒の集合体だとわかってきたのです。