物質の構成と化学結合(知識)の問題
物質とその固体の結晶の種類の組み合わせについて述べた次の文ア〜エのうち、正しいものを 1 つ選べ。
- ア ダイヤモンド の結晶は、共有結合の結晶である。
- イ 塩化ナトリウム の結晶は、分子結晶である。
- ウ ドライアイス の結晶は、イオン結晶である。
- エ 銅 の結晶は、共有結合の結晶である。
この問題で使うもの
- 結晶の種類と性質(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(11 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
「結晶の種類と性質」の知識を使う。それぞれの物質がどんな元素からできていて、どんな粒子が、どんな結合で集まっているかを考えよう。
ヒント 2
金属元素と非金属元素の化合物はイオン結晶、非金属元素の分子は分子結晶、金属の単体は金属結晶になる。共有結合の結晶は、原子が共有結合だけで次々につながったもので、例は限られている。
ヒント 3
は金属元素と非金属元素の化合物、 は非金属元素どうしの分子、 は金属の単体である。それぞれ文に書かれた結晶の種類と合っているかを確かめよう。
答えと解説
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ア
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解説を読む
結晶の種類は、どんな粒子が、どんな結合(力)で集まっているかで決まる。
- 金属元素と非金属元素の化合物 → 陽イオンと陰イオンがイオン結合で集まったイオン結晶
- 非金属元素の原子どうしが共有結合でつながった分子 → 分子が分子間力で集まった分子結晶
- 非金属元素の原子どうしが共有結合で次々につながり、全体が巨大な構造になったもの → 共有結合の結晶(ダイヤモンド、黒鉛、ケイ素、二酸化ケイ素など)
- 金属元素の単体 → 金属原子が自由電子による金属結合で集まった金属結晶
これを使って各文を調べる。
- ア ダイヤモンドは、炭素原子が共有結合で次々につながった共有結合の結晶である。非常に硬く、融点が非常に高い。正しい。
- イ は金属元素 と非金属元素 からなり、 と がイオン結合で集まったイオン結晶である。分子結晶ではないので誤り。
- ウ は非金属元素どうしの分子であり、ドライアイスは 分子が分子間力で集まった分子結晶である(昇華しやすいのはそのため)。イオン結晶ではないので誤り。
- エ 銅は金属元素の単体であり、自由電子による金属結合でできた金属結晶である(電気をよく通し、展性・延性がある)。共有結合の結晶ではないので誤り。
よって答えはアである。
別解
ア:ダイヤモンドは炭素原子が共有結合で連なった共有結合の結晶で正しい。イ:NaCl はイオン結合のイオン結晶で、分子結晶ではないので誤り。ウ:ドライアイスは CO2 分子が分子間力で集まった分子結晶で、イオン結晶ではないので誤り。エ:銅は金属結合の金属結晶で誤り。よってア。