物質の構成と化学結合（知識）の問題

金属の結晶では、多くの場合、金属原子が規則正しく配列している。原子を同じ大きさの球とみなし、最も近い原子どうしは接しているものとする。次の特徴をすべてもつ金属結晶の構造（単位格子）を何というか。漢字で答えよ。

• 1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）は 12 である。
• 結晶の体積のうち原子が占める体積の割合（充填率）は約 74 % であり、同じ大きさの球を最も密に詰めた構造の 1 つである。
• 単位格子は立方体であり、1 つの単位格子に含まれる原子の数は 4 個である。
• アルミニウム $\mathrm{Al}$・銅 $\mathrm{Cu}$・銀 $\mathrm{Ag}$ の結晶はこの構造をとる。

金属結晶の代表的な構造である体心立方格子・面心立方格子・六方最密構造について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、原子は同じ大きさの球とみなし、最も近い原子どうしは接しているものとする。

• ア　体心立方格子では、1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）は $12$ である。
• イ　面心立方格子と六方最密構造は、配位数がどちらも $12$ であり、充填率も等しい。
• ウ　体心立方格子の充填率は、面心立方格子の充填率よりも大きい。
• エ　六方最密構造では、1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）は $8$ である。
• オ　3 つの構造のうち、充填率が最も小さいのは六方最密構造である。

次の 2 つの群の分子について考える。

• 群 A　水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$（折れ線形）、アンモニア $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$（三角錐形）、塩化水素 $\mathrm{HCl}$（直線形）
• 群 B　二酸化炭素 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$（直線形）、メタン $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$（正四面体形）、四塩化炭素 $\mathrm{CC}{\mathrm{l}}_4$（正四面体形）

どちらの群の分子でも、分子の中の共有結合はすべて電気陰性度の異なる原子どうしの結合であり、1 本 1 本の結合には電荷のかたよりがある。群 A の分子では、この結合の電荷のかたよりが分子全体として残っている。一方、群 B の分子では、分子の形が対称的であるため、各結合の電荷のかたよりが互いに打ち消し合い、分子全体としては電荷のかたよりが生じない。

群 B の分子のように、分子全体として電荷のかたよりをもたない分子を何というか。漢字で答えよ。

原子・イオンの構造と電子配置に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　${}^{35}\mathrm{Cl}$ と ${}^{37}\mathrm{Cl}$ は中性子の数が異なるので、化学的性質も大きく異なる。
• イ　原子番号 19 のカリウム原子の電子配置は、K 殻に 2 個、L 殻に 8 個、M 殻に 9 個である。
• ウ　マグネシウム原子とヘリウム原子は、最外殻電子の数がどちらも 2 個なので、価電子の数も等しい。
• エ　${}^{18}{\mathrm{O}}^{2-}$、${}^{19}{\mathrm{F}}^{-}$、${}^{20}\mathrm{Ne}$ の 3 つの粒子は、電子の数も中性子の数もすべて等しい。
• オ　陽子 1 個と電子 1 個の質量はほぼ等しく、原子の質量の大部分は陽子と電子が担っている。

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 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ の 4 つの $\mathrm{N}-\mathrm{H}$ 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 $\mathrm{N}-\mathrm{H}$ 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。