物質の構成と化学結合の問題

マグネシウムは同位体 ${}^{24}\text{Mg}$, ${}^{25}\text{Mg}$, ${}^{26}\text{Mg}$ だけからなり、それぞれの相対質量を $24.0$, $25.0$, $26.0$ とする。マグネシウムの原子量は $24.3$ であり、${}^{25}\text{Mg}$ と ${}^{26}\text{Mg}$ の存在比（原子の数の割合）は等しい。

塩素は同位体 ${}^{35}\text{Cl}$ と ${}^{37}\text{Cl}$ だけからなり、それぞれの相対質量を $35.0$, $37.0$ とする。塩素の原子量は $35.5$ である。

塩化マグネシウム ${\text{MgCl}}_2$ の組成式 1 つ分（$\text{Mg}$ 原子 1 個と $\text{Cl}$ 原子 2 個）を構成する 3 個の原子の質量数の和が $96$ であるものは、全体の何 % か。ただし、組成式 1 つ分を構成する各原子は、互いに無関係に上の存在比に従って選ばれるものとする。有効数字 2 桁で答えよ。

天然の銅は、同位体 ${}^{63}\text{Cu}$ と ${}^{65}\text{Cu}$ だけからなるものとする。それぞれの原子の相対質量は $62.9$ と $64.9$ で、原子の数の割合（存在比）は ${}^{63}\text{Cu}$ が $69.0\%$、${}^{65}\text{Cu}$ が $31.0\%$ である。銅の原子量を有効数字 3 桁で求めよ。

ある塩素の試料は、同位体 ${}^{35}\text{Cl}$ と ${}^{37}\text{Cl}$ だけからなり、この試料における塩素の原子量は $35.4$ である。${}^{35}\text{Cl}$ と ${}^{37}\text{Cl}$ の相対質量をそれぞれ $35.0$, $37.0$ とする。

この試料の塩素原子だけからできた塩素分子 ${\text{Cl}}_2$ の集団を考える。分子をつくる 2 個の原子は、それぞれ独立に上の存在比にしたがって ${}^{35}\text{Cl}$ または ${}^{37}\text{Cl}$ になるものとする。このとき、塩素分子全体のうち、2 個の原子の質量数の和が $72$ である分子の数の割合は何 % か。有効数字 2 桁で答えよ。

天然の塩素は、同位体 ${}^{35}\text{Cl}$ と ${}^{37}\text{Cl}$ だけからなり、原子の数の割合（存在比）は ${}^{35}\text{Cl}$ が $75\%$、${}^{37}\text{Cl}$ が $25\%$ であるとする。この塩素からできた塩素分子 ${\text{Cl}}_2$ の集団において、分子を構成する 2 個の原子の質量数の和が $72$ である分子は、全分子数の何 % か。ただし、分子をつくる 2 個の原子は、それぞれ互いに無関係に上の存在比に従って選ばれるものとする。有効数字 3 桁で答えよ。

第 3 周期の典型元素 X の原子から電子を 1 個ずつ取り去るときのイオン化エネルギーは、次のとおりであった（単位は $\text{kJ/mol}$）。

• 第 1 イオン化エネルギー：$578$
• 第 2 イオン化エネルギー：$1817$
• 第 3 イオン化エネルギー：$2745$
• 第 4 イオン化エネルギー：$11577$
• 第 5 イオン化エネルギー：$14842$

X の単体 $2.7\text{g}$ を酸素と完全に反応させ、X のイオンと酸化物イオン ${\text{O}}^{2-}$ からなる酸化物だけを生成させた。このとき、X のイオンは貴ガス（希ガス）と同じ電子配置をとっていた。生成した酸化物の質量は何 g か。有効数字 2 桁で答えよ。

ただし、原子量は $\text{O}=16$, $\text{Na}=23$, $\text{Mg}=24$, $\text{Al}=27$, $\text{Si}=28$, $\text{P}=31$, $\text{S}=32$ とする。