物質の構成と化学結合の問題

次の 6 種類の分子のうち、極性分子は何種類あるか。かっこ内は分子の形である。また、ポーリングの電気陰性度を $\mathrm{H}=2.2$、$\mathrm{C}=2.6$、$\mathrm{N}=3.0$、$\mathrm{O}=3.4$、$\mathrm{Cl}=3.2$ とする。

• $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$（直線形）
• $\mathrm{HCl}$（直線形）
• $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$（直線形、$\mathrm{O}$ が $\mathrm{C}$ の両側にある）
• ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$（折れ線形）
• $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$（三角錐形）
• $\mathrm{CC}{\mathrm{l}}_4$（正四面体形、$\mathrm{C}$ が中心）

次の 8 種類の分子のうち、分子の形が直線形であるものは何種類あるか。整数で答えよ。

${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$、$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$、$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$、$\mathrm{HCN}$、$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$、${\mathrm{N}}_2$、${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$、${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2$

シアン化水素 $\mathrm{HCN}$ の分子では、炭素原子 $\mathrm{C}$ を中心に、水素原子 $\mathrm{H}$ と窒素原子 $\mathrm{N}$ がそれぞれ炭素原子と共有結合している。$\mathrm{H}$、$\mathrm{C}$、$\mathrm{N}$ の原子番号はそれぞれ $1$、$6$、$7$ である。水素原子は $\mathrm{He}$ と同じ電子配置、炭素原子と窒素原子は $\mathrm{Ne}$ と同じ電子配置（最外殻に電子 $8$ 個）になるように電子対をつくるとき、この分子の電子式に含まれる共有電子対の数を求めよ。

塩素には同位体 ${}^{35}\mathrm{Cl}$ と ${}^{37}\mathrm{Cl}$ だけがあり、その存在比（原子の数の割合）は ${}^{35}\mathrm{Cl}$ が $76\%$、${}^{37}\mathrm{Cl}$ が $24\%$ であるとする。塩素分子 $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ は、この存在比にしたがって 2 個の塩素原子がそれぞれ独立に選ばれてできるものとする。すべての $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ 分子のうち、2 個の原子の質量数の和が $72$ である分子の割合は何 % か。有効数字 2 桁で求めよ。

次の 8 種類の分子のうち、分子を構成するすべての原子の中心（原子核）が一直線上に並ぶ分子、すなわち直線形の分子は何種類あるか。整数で答えよ。

${\text{CO}}_2$, ${\text{H}}_2\text{O}$, ${\text{NH}}_3$, ${\text{CH}}_4$, $\text{HCN}$, ${\text{C}}_2{\text{H}}_2$（アセチレン）, ${\text{H}}_2\text{S}$, ${\text{CS}}_2$

ただし、各原子の価電子の数は $\text{H}$ が $1$, $\text{C}$ が $4$, $\text{N}$ が $5$, $\text{O}$ と $\text{S}$ が $6$ とし、各分子の中で水素原子以外の原子はオクテットを満たしているものとする。