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物質の構成と化学結合(知識)の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校化学 物質の構成と化学結合(知識)

銅やアルミニウムなどの金属の固体は、電気をよく通す。その理由として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

  • ア 金属の固体の中では、金属の陽イオンが自由に移動できるから。
  • イ 金属の固体の中では、陽イオンと陰イオンが静電気的な引力で結びついているから。
  • ウ 金属の固体の中では、原子どうしが共有電子対を出し合って結びついているから。
  • エ 金属の固体の中では、自由電子が金属全体を動きまわることができるから。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(7 技能)
算数中学高校大学大学院

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一覧で見る(前提が先)
  1. 原子・分子と化学式
  2. 原子の構造と同位体
  3. 電子配置と価電子
  4. 周期表と周期律
  5. イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
  6. イオンと電離・電解質
  7. イオン結合と金属結合

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

「イオン結合と金属結合」の知識を使う。金属の固体の中で、原子どうしがどのように結びついているかを思い出そう。

ヒント 2

電流は電荷をもつ粒子が移動することで流れる。金属結合では、価電子が特定の原子に固定されずに金属全体を動きまわる。

ヒント 3

陽イオンと陰イオンの静電気的な引力による結びつきはイオン結合、共有電子対による結びつきは共有結合なので、イ・ウは金属の説明ではない。残りのア・エのうち、金属の中で実際に移動する粒子は何かを考えよう。

答えと解説

答えを見る

エ

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解説を読む

手順 1:金属結合のしくみを確認する。 金属の原子は価電子を放出しやすい。金属の固体では、各原子の価電子が特定の原子に固定されずに金属全体を自由に動きまわる。この電子を自由電子といい、自由電子が金属の陽イオンどうしを結びつける結合を金属結合という。

手順 2:電気伝導性の理由を考える。 電流は電荷をもつ粒子の移動である。金属に電圧をかけると自由電子が移動するので、金属は固体のままで電気をよく通す。

手順 3:選択肢を調べる。
- ア 金属の固体の中で、陽イオンは決まった位置に並んでいて自由には移動しない。移動するのは自由電子である。誤り。
- イ 陽イオンと陰イオンが静電気的な引力(クーロン力)で結びつくのはイオン結合であり、金属の結合ではない。また、イオン結合でできた固体(イオン結晶)は、イオンが移動できないので固体のままでは電気を通さない。誤り。
- ウ 原子どうしが電子を出し合って共有電子対をつくるのは共有結合である。金属の結合ではない。誤り。
- エ 自由電子が金属全体を動きまわれるため、電気をよく通す。正しい。

よって答えはエである。なお、金属に力を加えて変形させても自由電子が陽イオンどうしを結びつけ続けるので、金属は展性・延性をもつ。

別解

ア:金属結晶では陽イオンは位置が固定され自由に動けないので誤り。イ:陽イオンと陰イオンの静電気的引力はイオン結合の説明で誤り。ウ:共有電子対による結合は共有結合の説明で誤り。エ:金属結合では価電子が自由電子として金属全体を動きまわるため電気をよく通す。正しい。よってエ。

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