物質の構成と化学結合（知識）の問題
難易度 4国公立二次の標準レベル高校化学 物質の構成と化学結合（知識）
化学結合と結晶の性質について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。
- ア 塩化ナトリウムの結晶は、固体のままでは電気を通さないが、加熱して融解させた液体は電気を通す。
- イ アンモニウムイオン の 4 つの 結合のうち 1 つは配位結合によってできるが、できた後の 4 つの 結合は互いに区別できない。
- ウ ダイヤモンドは共有結合の結晶であり、固体のままで電気をよく通す。
- エ 金属が展性・延性を示すのは、自由電子が金属原子の間を動いて原子どうしを結びつけているので、原子の位置がずれても結合が保たれるためである。
- オ ヨウ素の結晶は、ヨウ素分子どうしが共有結合で結びついてできた分子結晶である。
この問題で使うもの
- 結晶の種類と性質（説明と入口の問題）
- 共有結合と配位結合（説明と入口の問題）
- イオン結合と金属結合（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（11 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
それぞれの結晶が、どんな粒子からできていて、粒子どうしが何の力で結びついているかを思い出そう。
ヒント 2
電気を通すには、自由に動ける電荷（イオンや自由電子）が必要である。分子結晶では、分子の中は共有結合、分子どうしは分子間力で結びついている。
ヒント 3
ウはダイヤモンドの炭素原子の価電子がどう使われているか、オは「分子の中」と「分子どうし」の結びつきの違いを考えると判断できる。
答えと解説
答えを見る
ア, イ, エ
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解説を読む
結晶の性質は、結晶をつくっている粒子と、粒子どうしを結びつける力の種類で決まる。
- ア 正しい。塩化ナトリウムはイオン結晶で、固体ではイオンが決まった位置に固定されていて動けないので電気を通さない。融解した液体では と が自由に動けるので電気を通す。
- イ 正しい。 は、アンモニア分子の窒素原子の非共有電子対を水素イオン に提供してできる。この結合が配位結合であるが、できた後の 4 つの 結合は性質が同じで区別できず、 は正四面体形である。
- ウ 誤り。ダイヤモンドは各炭素原子が 4 個の価電子すべてを使ってほかの炭素原子と共有結合しており、自由に動ける電子がないので電気を通さない（共有結合の結晶でも、黒鉛は電気を通す）。
- エ 正しい。金属結晶では、自由電子が金属原子（陽イオン）の間を動き回り、原子どうしを結びつけている（金属結合）。外から力を加えて原子の位置がずれても、自由電子が結合を保つので、たたいて広げたり（展性）引きのばしたり（延性）できる。
- オ 誤り。ヨウ素の結晶は分子結晶であるが、ヨウ素分子どうしは共有結合ではなく、弱い分子間力（ファンデルワールス力）で結びついている。共有結合は、ヨウ素分子 の中の 2 つのヨウ素原子の間の結合である。
よって、正しいものはア、イ、エである。
別解
ア: NaCl の結晶は固体ではイオンが動けず電気を通さないが、融解するとイオンが動けるので電気を通す。正しい。
イ: は の非共有電子対が に提供されて配位結合ができるが、できた後は 4 つの N-H 結合は同等で区別できない。正しい。
ウ: ダイヤモンドは共有結合の結晶だが、電子が各原子間の結合に固定されているため電気を通さない（黒鉛は通す）。誤り。
エ: 金属では自由電子が金属原子全体を結びつけており（金属結合）、原子の位置がずれても結合が保たれるので展性・延性を示す。正しい。
オ: ヨウ素の結晶は分子結晶だが、分子どうしはファンデルワールス力で結びついており、共有結合ではない（共有結合は分子内）。誤り。
よって正しいものは ア、イ、エ。