物質の構成と化学結合(知識)の問題
ダイヤモンドと黒鉛は、どちらも炭素 の原子だけからできた物質であるが、原子の結びつき方(配列)が異なるため、かたさや電気の通しやすさなどの性質が大きく異なる。このように、同じ元素からなる単体で、性質が異なるものどうしを互いに何というか。
この問題で使うもの
- 純物質と混合物・単体と化合物・同素体(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(2 技能)
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ヒント
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ヒント 1
技能「純物質と混合物・単体と化合物・同素体」を使います。まず、ダイヤモンドと黒鉛が単体か化合物かを考えましょう。
ヒント 2
どちらも炭素だけからなる単体です。同じ元素の単体で、原子の結びつき方や性質が異なるものどうしには特別な呼び名があります。
ヒント 3
「原子番号が同じで質量数が異なる原子どうし」を表す用語とはちがいます。比べているのは原子ではなく単体どうしです。
答えと解説
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同素体
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解説を読む
手順 1:単体か化合物かを判定する
ダイヤモンドも黒鉛も、炭素という 1 種類の元素だけからできている純物質なので、どちらも単体である。
手順 2:同じ元素の単体どうしの関係を考える
ダイヤモンドと黒鉛は、同じ元素(炭素)からなる単体であるが、原子の結びつき方が異なり、性質も異なる。このような単体どうしを互いに同素体という。
手順 3:同位体と区別する
似た用語に「同位体」があるが、これは原子番号が同じで質量数(中性子の数)が異なる原子どうしのことである。ダイヤモンドと黒鉛は原子どうしではなく、原子の結びつき方が異なる単体どうしなので、同位体ではなく同素体である。
ほかに、酸素 とオゾン 、斜方硫黄と単斜硫黄、赤リンと黄リンなども同素体の例である。
よって、答えは「同素体」である。
別解
同じ元素からなる単体で、原子の配列や結合の仕方が異なり性質が異なるものどうしを、互いに同素体という。ダイヤモンドと黒鉛は炭素の同素体である。