物質の構成と化学結合（知識）の問題

金属結晶の代表的な構造には、体心立方格子・面心立方格子・六方最密構造の 3 種類がある。このうち、次の特徴をすべてもつ構造を何というか。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）が $8$ 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）が、ほかの 2 種類の構造より小さい。
• 常温のナトリウム・カリウム・鉄などの結晶がこの構造をとる。

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。

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。

元素の周期表と周期律に関する記述として正しいものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　典型元素では同じ族の元素の価電子の数が等しく、18 族元素の価電子の数はいずれも 8 である。
• イ　第 2 周期の元素のうち、金属元素はリチウム $\mathrm{Li}$ だけである。
• ウ　遷移元素はすべて金属元素であり、周期表では第 4 周期から現れる。
• エ　第 3 周期の 1 族から 17 族までの元素では、原子番号が大きくなるほど原子半径が大きくなる。
• オ　同じ周期の典型元素では、1 族元素の第一イオン化エネルギーが最も大きい。