物質の構成と化学結合(知識)の問題
イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度に関する記述として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。
- ア すべての元素のうちで電気陰性度が最も大きい元素は、酸素 である。
- イ すべての元素のうちで第一イオン化エネルギーが最も大きい元素は、ヘリウム である。
- ウ 同じ族の典型元素では、原子番号が大きいほど第一イオン化エネルギーは小さくなる傾向がある。
- エ 電子親和力が大きい原子ほど、1 価の陽イオンになりやすい。
- オ 第一イオン化エネルギーが小さい原子ほど、1 価の陽イオンになりやすい。
この問題で使うもの
- イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 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
イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度の定義と、周期表の中での大小の傾向(右へ・上へいくほどどうなるか)を確認しよう。
ヒント 2
イオン化エネルギーは電子を取り去るのに必要なエネルギー、電子親和力は電子を受け取るときに放出されるエネルギーである。どちらがどの種類のイオンへのなりやすさと結びつくかを考えよう。
ヒント 3
エは、電子親和力がどちらのイオンへのなりやすさの目安かを考えれば判断できる。アは、電気陰性度が周期表のどの位置で最大になるかを思い出そう。
答えと解説
答えを見る
イ, ウ, オ
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解説を読む
用語の意味を確認する。
- イオン化エネルギー(第一イオン化エネルギー):気体状態の原子から電子 1 個を取り去って 1 価の陽イオンにするのに必要なエネルギー。小さいほど陽イオンになりやすい。
- 電子親和力:気体状態の原子が電子 1 個を受け取って 1 価の陰イオンになるときに放出されるエネルギー。大きいほど陰イオンになりやすい。
- 電気陰性度:原子が共有電子対を引きつける強さの尺度。
ア(誤り) 電気陰性度は周期表の右上ほど大きく(貴ガスを除く)、最も大きいのはフッ素 である。「酸素」が誤り(酸素はフッ素に次いで大きい)。
イ(正しい) 第一イオン化エネルギーは、同じ周期では右へいくほど大きくなる傾向があり 18 族(貴ガス)で最大、同じ族では上ほど大きい。したがって全元素で最大なのは周期表の右上にあるヘリウムである。
ウ(正しい) 同じ族では、原子番号が大きいほど最外殻が外側の電子殻になり、原子核から最外殻電子までの距離が大きくなる。そのため最外殻電子が原子核に引きつけられる力が弱くなり、電子を取り去りやすくなるので、第一イオン化エネルギーは小さくなる。
エ(誤り) 電子親和力は電子を受け取って陰イオンになるときに放出されるエネルギーなので、電子親和力が大きい原子ほど陰イオンになりやすい。「陽イオン」が誤り。
オ(正しい) 第一イオン化エネルギーが小さいほど、少ないエネルギーで電子を取り去ることができるので、1 価の陽イオンになりやすい(陽性が強い)。
よって、正しいものは イ, ウ, オ である。
別解
ア: 電気陰性度が最大の元素はフッ素 F であり、酸素 O ではない。誤り。
イ: 第一イオン化エネルギーが全元素中で最大なのは He である。正しい。
ウ: 同族の典型元素では、原子番号が大きいほど原子半径が大きくなり、最外殻電子が原子核から遠く引力が弱くなるので、第一イオン化エネルギーは小さくなる傾向がある。正しい。
エ: 電子親和力が大きい原子は電子を受け取って陰イオン(1価の陰イオン)になりやすい。陽イオンになりやすいわけではない。誤り。
オ: 第一イオン化エネルギーが小さい原子ほど電子を放出しやすく、1価の陽イオンになりやすい。正しい。
よって正しいものはイ、ウ、オ。