物質の構成と化学結合(知識)の問題
原子・イオンの構造と電子配置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、原子番号は , , , , , とする。
- ア ナトリウムイオン 1 個に含まれる電子の数は である。
- イ と は質量数が等しいので、互いに同位体である。
- ウ 硫黄原子 の電子配置は 殻に 2 個、 殻に 8 個、 殻に 6 個であり、価電子の数は である。
- エ アルゴン原子 の最外殻電子の数は であるので、価電子の数も である。
- オ 塩化物イオン 1 個に含まれる中性子の数は である。
この問題で使うもの
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
陽子・中性子・電子の数の求め方、同位体の定義、電子殻への電子の入り方と価電子の定義を使います。
ヒント 2
中性子の数は「質量数 − 原子番号」、イオンの電子の数は原子の電子の数から電荷の分だけ増減させます。貴ガスの価電子の数は特別に扱います。
ヒント 3
ア・オは数を数えて確かめれば誤りとわかります。イは同位体の定義、エは貴ガスの価電子の扱いを考えれば判断できます。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
ウ(正しい): 硫黄の原子番号は 16 なので、電子を 16 個もつ。電子は内側の電子殻から順に入り、 殻に 2 個、 殻に 8 個、残りの 6 個が 殻に入る。最外殻( 殻)の 6 個の電子が、化学結合や反応に関わる価電子であり、価電子の数は 6 である(16 族の元素の価電子の数は 6)。
ア(誤り): ナトリウム原子は電子を 11 個もち、 は電子を 1 個失った陽イオンなので、電子の数は である(ネオンと同じ電子配置)。
イ(誤り): 同位体は、原子番号(陽子の数)が同じで、中性子の数が異なるために質量数が異なる原子どうしである。(陽子 6 個)と (陽子 7 個)は原子番号が異なる別の元素の原子なので、同位体ではない。
エ(誤り): 貴ガス(希ガス)の原子は電子配置が安定で、ほかの原子と結合をつくりにくいので、価電子の数は 0 とする。アルゴンの最外殻電子の数は 8 だが、価電子の数は 0 である。
オ(誤り): 中性子の数は質量数から陽子の数(原子番号)を引いて求める。 の中性子の数は である。イオンになっても変わるのは電子の数だけで、中性子の数は変わらない。なお、18 は の電子の数()である。
別解
各選択肢を検討する。
ア 誤り。Na の電子は 11 個で、 は電子を 1 個失うので電子は 個。
イ 誤り。同位体は原子番号(陽子数)が同じで質量数が異なる原子どうし。(原子番号 6)と (原子番号 7)は原子番号が異なり、同位体ではない。
ウ 正しい。S の電子は 16 個で、K 殻 2、L 殻 8、M 殻 。最外殻電子 6 個がそのまま価電子の数になる。
エ 誤り。Ar の最外殻電子は 8 個だが、貴ガス(希ガス)の電子配置は安定で、価電子の数は 0 とする。
オ 誤り。 の中性子数は質量数 原子番号 (イオンになっても中性子数は変わらない)。18 ではない。
よって正しい文はウだけである。