物質の構成と化学結合(知識)の問題
原子から電子 個を取り去って 価の陽イオンにするのに必要なエネルギーを、(第一)イオン化エネルギーという。次のア〜エの第 周期の元素の原子のうち、イオン化エネルギーが最も大きいものとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 炭素
- イ ネオン
- ウ フッ素
- エ リチウム
この問題で使うもの
- イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 技能)
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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
「イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度」のうち、イオン化エネルギーの周期表での傾向を使う。
ヒント 2
同じ周期では、イオン化エネルギーは 1 族のアルカリ金属で最小、18 族の貴ガスで最大になる。貴ガスは安定な電子配置をもち、電子を取り去りにくい。
ヒント 3
は 1 族なので、この中で最小である。残りの元素が何族かを確かめ、18 族の元素を探そう。
答えと解説
答えを見る
イ
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解説を読む
手順 1:イオン化エネルギーの意味を確認する。 イオン化エネルギーが小さい原子ほど電子を取り去りやすく、陽イオンになりやすい。逆に、イオン化エネルギーが大きい原子ほど電子を取り去りにくい。
手順 2:周期表の中での傾向を使う。 同じ周期では、原子番号が大きくなるにつれてイオン化エネルギーはおおむね大きくなり、各周期の中では 18 族の貴ガスで最大、1 族のアルカリ金属で最小になる。貴ガスは安定な電子配置(閉殻)をもつので、電子を取り去りにくいからである。
手順 3:選択肢を調べる。 4 つの元素はすべて第 周期にある。
- ア (14 族)は周期の中ほどで、最大ではない。
- イ (18 族)は第 周期の貴ガスで、この周期でイオン化エネルギーが最大である。
- ウ (17 族)はイオン化エネルギーが大きいが、同じ周期の貴ガスである よりは小さい。
- エ (1 族)はアルカリ金属で、第 周期でイオン化エネルギーが最小である。
よって答えはイである。なお、電子親和力(電子 個を受け取って陰イオンになるときに放出されるエネルギー)や電気陰性度とは別の量であることに注意する。貴ガスについては電気陰性度の値は考えない。
別解
同一周期では、原子番号が大きいほど原子核の正電荷が増えて電子が強く引きつけられ、イオン化エネルギーはおおむね大きくなる。貴ガスの Ne は電子配置が安定で、周期内で最大。Ne(約 2081 kJ/mol)が F(約 1681)、C(約 1086)、Li(約 520)より大きい。よってイ。