物質の構成と変化（原子・結合・反応式） ── 問題
基礎
- マグネシウム ²⁴Mg（質量数 24、原子番号 12）の原子 1 個に含まれる中性子の数はいくつですか。
- 原子番号 7 の原子の最外殻電子の数はいくつですか。 （ア 7 個 イ 3 個 ウ 6 個 エ 5 個 undefined 2 個）
- アルミニウム Al 原子が、最も近い希ガスと同じ電子配置の安定なイオンになるときの化学式はどれですか。 （ア Al⁺ イ Al³⁻ ウ Al²⁺ エ Al⁻ undefined Al³⁺）
- 次の物質のうち、混合物に分類されるものはどれですか。 （ア 塩化ナトリウム イ 海水 ウ 鉄 エ ダイヤモンド undefined 水）
標準
- 銅 Cu の結晶の種類として妥当なものはどれですか。 （ア 分子結晶 イ 配位結合の結晶 ウ イオン結晶 エ 金属結晶 undefined 共有結合の結晶）
- ブテンの完全燃焼を表す化学反応式 C₄H₈ ＋ a O₂ → b CO₂ ＋ c H₂O において、係数 a の値はいくつですか。
- アルゴン（原子番号 18）が属する周期表の族はどれですか。 （ア 17 族 イ 18 族 ウ 8 族 エ 3 族）
- Al³⁺（アルミニウムの原子番号は 13）1 個がもつ電子の数はいくつですか。
- 泥水から泥を取り除いて液体だけを得るのに適した分離の操作はどれですか。 （ア 抽出 イ ろ過 ウ 蒸留 エ 分留 undefined 再結晶）
- 同素体に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 同素体をもつ元素は炭素と酸素の 2 つに限られる イ 黄リンと赤リンは化学的性質がまったく同じで、色だけが異なる ウ 酸素 O₂ とオゾン O₃ は分子をつくる原子の数が異なるため、同素体ではなく別の元素の単体である エ ダイヤモンドと黒鉛はどちらも炭素の単体だが、結晶の構造が異なるため硬さや電気伝導性が異なる undefined ³⁵Cl と ³⁷Cl のように中性子の数が異なる原子どうしを同素体という）
- 周期表と元素の性質に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 希ガスは最外殻電子が 8 個（He は 2 個）であるため価電子の数も 8 個であり、反応性が高い イ アルカリ金属は周期表の右上に位置し、電子を引きつける力が最も強い ウ ハロゲンは最外殻電子が 7 個で、電子を 1 個放出して 1 価の陽イオンになりやすい エ イオン化エネルギーは同じ周期では左の元素ほど大きく、アルカリ金属で最大になる undefined 同じ族の元素は最外殻電子の数が等しいため、化学的性質がよく似ている）
発展
- ある元素には質量数 69 と 71 の 2 種類の同位体があり、その存在比は 50％ と 50％ である。この元素の原子量はいくらですか。同位体の相対質量は質量数に等しいものとする。
- 結晶の種類と性質に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア ドライアイスは二酸化炭素分子が共有結合で結晶全体につながっているため、融点が非常に高い イ 黒鉛は共有結合の結晶であるため、ダイヤモンドと同じく電気を通さない ウ 二酸化ケイ素は分子結晶であるため、やわらかく昇華しやすい エ 金属結晶が電気を通すのは、陽イオンが結晶内を自由に移動するためである undefined 塩化ナトリウムの結晶は固体の状態では電気を通さないが、水に溶かすか融解させると電気を通す）
- 分子の極性と分子間にはたらく力に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 二酸化炭素は C＝O 結合に極性があるが、分子が直線形で極性が打ち消し合うため無極性分子である イ アンモニアは三角錐形の分子であるが、N－H 結合に極性がないため無極性分子である ウ 水の沸点が硫化水素より高いのは、水の分子量が硫化水素より大きいためである エ メタンは正四面体形の分子で、結合の極性が打ち消し合わないため極性分子である undefined 水は H－O 結合に極性があるが、分子が直線形であるため無極性分子である）
物質の構成と変化（原子・結合・反応式） ── 解答
基礎
- 12 質量数 ＝ 陽子の数 ＋ 中性子の数。陽子の数 ＝ 原子番号 ＝ 12 なので、中性子 ＝ 24 − 12 ＝ 12 個。
- エ 5 個 電子は K 殻に 2 個、L 殻に 8 個、M 殻に 8 個の順に入る。原子番号 7 の電子配置は K 殻 2・L 殻 5 なので、最外殻電子は 5 個。
- undefined Al³⁺ アルミニウム Al の最外殻電子は 3 個。電子を 3 個放出して希ガスと同じ電子配置になるので Al³⁺。
- イ 海水 混合物は、2 種類以上の純物質が混ざったもの。海水がこれに当たる。空気・海水・石油は混合物、酸素・鉄・ダイヤモンドは単体、水・塩化ナトリウム・二酸化炭素は化合物。
標準
- エ 金属結晶 銅 Cu は金属結晶。金属と非金属ならイオン結晶、金属どうしなら金属結晶、非金属の分子が集まれば分子結晶、共有結合が結晶全体に続くもの（ダイヤモンド・黒鉛・Si・SiO₂）は共有結合の結晶。
- 6 C を合わせて b ＝ 4、H を合わせて c ＝ 4。右辺の O の数は 4 × 2 ＋ 4 ＝ 12 個なので、O₂ の係数 a ＝ 12 ÷ 2 ＝ 6。単体の O₂ は最後に合わせる。
- イ 18 族 電子配置は K 殻 2・L 殻 8・M 殻 8 で、最外殻電子は 8 個。最外殻電子が 1・2 個なら 1・2 族、3〜8 個なら 13〜18 族（10 を足す）。アルゴンは 18 族。
- 10 原子のときの電子は原子番号と同じ 13 個。電子を 3 個放出して Al³⁺ になるので、電子は 10 個（ネオン Ne と同じ電子配置）。
- イ ろ過 ろ過。分離の操作は「何の違いを使うか」で選ぶ：粒の大きさ → ろ過、沸点 → 蒸留・分留、溶解度の温度変化 → 再結晶、昇華しやすさ → 昇華法、溶媒への溶けやすさ → 抽出、吸着されやすさ → クロマトグラフィー。
- エ ダイヤモンドと黒鉛はどちらも炭素の単体だが、結晶の構造が異なるため硬さや電気伝導性が異なる 同素体は同じ元素からなる単体で性質が異なるもの。酸素とオゾンは代表的な同素体。中性子の数が異なる原子どうしは同位体。黄リンは自然発火し猛毒、赤リンは安定で、化学的性質も異なる。同素体をもつ元素は S・C・O・P など。
- undefined 同じ族の元素は最外殻電子の数が等しいため、化学的性質がよく似ている 族は最外殻電子の数（＝価電子）が同じ元素の縦の並び。希ガスの価電子は 0 と数え、反応性は低い。ハロゲンは電子を 1 個受け取って 1 価の陰イオンになる。アルカリ金属は左端（1 族）で陽性が強い。イオン化エネルギーは同じ周期では右ほど大きく、希ガスで最大、アルカリ金属で最小。
発展
- 70 原子量は存在比で重みをつけた平均。69 × 0.5 ＋ 71 × 0.5 ＝ 34.5 ＋ 35.5 ＝ 70。
- undefined 塩化ナトリウムの結晶は固体の状態では電気を通さないが、水に溶かすか融解させると電気を通す イオン結晶は固体ではイオンが動けないが、水溶液や融解液ではイオンが動いて電気を通す。黒鉛は共有結合の結晶の例外として電気を通す。ドライアイスは分子結晶で、分子間力が弱いため昇華しやすい。金属の電気伝導は自由電子による。二酸化ケイ素は共有結合の結晶で融点が非常に高い。
- ア 二酸化炭素は C＝O 結合に極性があるが、分子が直線形で極性が打ち消し合うため無極性分子である CO₂ は直線形、CH₄ は正四面体形で結合の極性が打ち消され無極性。水は折れ線形、アンモニアは三角錐形で極性分子。水の沸点が分子量のわりに高いのは分子間の水素結合のため（分子量は H₂S のほうが大きい）。
受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.com/koumuin/shizen/zn-04/test/ ／ 問題は毎回の表示で数が変わります。印刷したものはその一例です。
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