物質の構成と化学結合の問題

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。

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

次の 5 種類の分子のうち、分子の形が折れ線形であるものは何種類あるか。ただし、分子の形は、中心原子のまわりの電子対（共有電子対と非共有電子対）がたがいに反発してできるだけ離れるように配置するものとして考えよ。また、原子番号は $\mathrm{H}=1$、$\mathrm{C}=6$、$\mathrm{N}=7$、$\mathrm{O}=8$、$\mathrm{S}=16$ とし、二重結合の 2 組の共有電子対は 1 つのまとまりとして扱う。

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

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。

ある金属 $\mathrm{M}$ の結晶は体心立方格子で、単位格子は立方体であり、立方体の 8 つの頂点と中心に原子が 1 個ずつある。この単位格子の体積は $2.4\times 10^{-23}\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ である。$\mathrm{M}$ のモル質量を $56g/mol$、アボガドロ定数を $6.0\times 10^{23}/\mathrm{mol}$ とするとき、この結晶の密度は何 $g/c{\mathrm{m}}^3$ か。有効数字 2 桁で求めよ。