物質の構成と化学結合（知識）

ダイヤモンドと黒鉛は、どちらも炭素 $\mathrm{C}$ 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。

塩素原子には、${}_{17}^{35}\mathrm{Cl}$ と ${}_{17}^{37}\mathrm{Cl}$ の 2 種類の同位体がある。この 2 種類の原子どうしで等し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　質量数
• イ　陽子の数
• ウ　中性子の数
• エ　原子 1 個の質量

次のア〜オは、混合物から目的の物質を取り出す操作と、その操作の名称を組み合わせたものである。組み合わせが正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　砂が混じった水から砂を取り除く操作 ― ろ過
• イ　海水を加熱して出てきた蒸気を冷やし、純粋な水を得る操作 ― 蒸留
• ウ　ヨウ素と砂の混合物からヨウ素を取り出す操作 ― ろ過
• エ　少量の硫酸銅(II)を含む硝酸カリウムを熱水に溶かして冷却し、純粋な硝酸カリウムの結晶を得る操作 ― 再結晶
• オ　原油を加熱し、沸点の違いを利用してガソリン・灯油・軽油などに分ける操作 ― クロマトグラフィー

ネオン原子 $\mathrm{Ne}$（原子番号 $10$）は、K 殻に $2$ 個、L 殻に $8$ 個の電子をもつ。次のア〜オのイオンのうち、ネオン原子と同じ電子配置をもつものを、すべて選べ。ただし、かっこ内の数は、そのイオンになる前の原子の原子番号である。

• ア　${\mathrm{O}}^{2-}$（$8$）
• イ　$\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$（$17$）
• ウ　$\mathrm{L}{\mathrm{i}}^{+}$（$3$）
• エ　$\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{3+}$（$13$）
• オ　$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$（$20$）

元素の周期表上の位置と分類について述べた次の文ア〜オのうち、正しいものをすべて選べ。

• ア　ナトリウム $\mathrm{Na}$ とカリウム $\mathrm{K}$ は、どちらもアルカリ金属である。
• イ　塩素 $\mathrm{Cl}$ とヨウ素 $\mathrm{I}$ は、どちらも貴ガスである。
• ウ　鉄 $\mathrm{Fe}$ と銅 $\mathrm{Cu}$ は、どちらも遷移元素である。
• エ　水素 $\mathrm{H}$ は 1 族元素なので、アルカリ金属である。
• オ　マグネシウム $\mathrm{Mg}$ は、非金属元素である。

分子やイオンの電子対と結合について述べた次の文ア〜エのうち、誤っているものを 1 つ選べ。

• ア　水分子 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ には、共有電子対が $2$ 組、非共有電子対が $2$ 組ある。
• イ　アンモニア分子 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ には、共有電子対が $3$ 組、非共有電子対が $1$ 組ある。
• ウ　メタン分子 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$ には、共有電子対が $4$ 組、非共有電子対が $1$ 組ある。
• エ　アンモニウムイオン $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ は、アンモニア分子の窒素原子がもつ非共有電子対を、水素イオン ${\mathrm{H}}^{+}$ と共有することでできる。

原子から電子 $1$ 個を取り去って $1$ 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 $2$ 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 $\mathrm{C}$
• イ　ネオン $\mathrm{Ne}$
• ウ　フッ素 $\mathrm{F}$
• エ　リチウム $\mathrm{Li}$

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。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エから 1 つ選べ。

二酸化炭素分子 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ は、炭素原子を中心に 2 つの酸素原子が結合した（ a ）の分子である。炭素原子と酸素原子の間の結合には極性がある。$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ は（ b ）分子である。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エから 1 つ選べ。

水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ と硫化水素 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$ は、どちらも 16 族元素の水素化合物で、分子量は ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$ のほうが大きい。しかし、${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ の分子どうしの間には、電気陰性度の大きい酸素原子と、別の分子の水素原子との間に（ a ）がはたらく。そのため、沸点は ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ のほうが ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$ よりも（ b ）。

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 $\mathrm{C}$ の結晶は、共有結合の結晶である。
• イ　塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ の結晶は、分子結晶である。
• ウ　ドライアイス $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ の結晶は、イオン結晶である。
• エ　銅 $\mathrm{Cu}$ の結晶は、共有結合の結晶である。

金属結晶の構造の一つである体心立方格子では、立方体の各頂点と立方体の中心に原子が配置されている。体心立方格子において、1 個の原子に最も近い位置にある原子の数（配位数）として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　4
• イ　6
• ウ　8
• エ　12

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜カから 1 つ選べ。

砂が混じったヨウ素を穏やかに加熱すると、ヨウ素だけが固体から直接気体になる。この気体を冷たい面に触れさせると再び固体のヨウ素が得られ、砂と分けることができる。このような分離の方法を（ a ）という。また、原油のように何種類もの液体が混じり合った混合物を加熱して蒸留し、沸点の違いを利用して、沸点の範囲の異なる複数の成分に分ける方法を（ b ）という。

14 族元素の水素化合物 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4,\mathrm{Si}{\mathrm{H}}_4,\mathrm{Ge}{\mathrm{H}}_4,\mathrm{Sn}{\mathrm{H}}_4$ では、分子量が大きいものほど沸点が高い。これに対して、15〜17 族の水素化合物では、第 2 周期の元素の水素化合物 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3,{\mathrm{H}}_2\mathrm{O},\mathrm{HF}$ の沸点が、同じ族のほかの水素化合物と比べて、分子量から予想されるよりも著しく高い。

これは、$\mathrm{N}$・$\mathrm{O}$・$\mathrm{F}$ のように電気陰性度が大きい原子と結合して正の電荷を帯びた水素原子が、となりの分子の電気陰性度が大きい原子の非共有電子対と静電気的に引き合い、分子どうしが強く結びつくためである。このような、水素原子をなかだちとした分子間の結びつきを何というか。漢字で答えよ。

ある純物質の固体 X について調べたところ、次の性質 $(1)$〜$(3)$ がわかった。

$(1)$ 融点が非常に高く、非常に硬い。
$(2)$ 固体の状態でも、加熱して融解させた液体の状態でも、電気を通さない。
$(3)$ 水にほとんど溶けない。

固体 X として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$
• イ　銅 $\mathrm{Cu}$
• ウ　ナフタレン ${\mathrm{C}}_{10}{\mathrm{H}}_8$
• エ　ヨウ素 ${\mathrm{I}}_2$
• オ　二酸化ケイ素 $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$

物質の分類と分離について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　塩酸は、塩化水素だけからなる純物質である。
• イ　酸素 ${\mathrm{O}}_2$ とオゾン ${\mathrm{O}}_3$ は、互いに同位体である。
• ウ　塩化ナトリウム水溶液をろ過すると、ろ紙の上に塩化ナトリウムが残り、水と分けることができる。
• エ　ダイヤモンドと黒鉛は、どちらも炭素だけからなる単体であり、互いに同素体である。
• オ　水は電気分解すると水素と酸素に分かれるので、水素と酸素の混合物である。

金属結晶の代表的な構造である体心立方格子・面心立方格子・六方最密構造について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、原子は同じ大きさの球とみなし、最も近い原子どうしは接しているものとする。

• ア　体心立方格子では、1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）は $12$ である。
• イ　面心立方格子と六方最密構造は、配位数がどちらも $12$ であり、充填率も等しい。
• ウ　体心立方格子の充填率は、面心立方格子の充填率よりも大きい。
• エ　六方最密構造では、1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）は $8$ である。
• オ　3 つの構造のうち、充填率が最も小さいのは六方最密構造である。

混合物から物質を分離・精製する操作について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　海水を加熱して生じた水蒸気を冷却し、純粋な水を得る操作を蒸留という。
• イ　液体空気を分留して窒素と酸素を得る方法は、窒素と酸素の密度の違いを利用している。
• ウ　少量の塩化ナトリウムを含む硝酸カリウムを高温の水に溶かしてから冷却し、純粋な硝酸カリウムの結晶を得る操作を再結晶という。
• エ　ヨウ素を含む水溶液にヘキサンを加えてよく振り混ぜ、ヨウ素をヘキサンの層に移す操作をろ過という。
• オ　水性ペンのインクをろ紙に付け、ろ紙の下端を水に浸して、インクに含まれる色素を分離する操作をペーパークロマトグラフィーという。

原子の構造と電子配置について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　塩素の同位体 ${}^{35}\mathrm{Cl}$ と ${}^{37}\mathrm{Cl}$ の原子では、原子がもつ電子の数が異なる。
• イ　水素の同位体のうち ${}^1\mathrm{H}$ の原子は、原子核に中性子をもたない。
• ウ　原子の質量数は、その原子がもつ陽子の数と電子の数の和である。
• エ　マグネシウムイオン $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ は、ネオン原子 $\mathrm{Ne}$ と同じ電子配置をもつ。
• オ　貴ガス（希ガス）の原子は、他の原子と結合しにくいので、価電子の数を $0$ とする。

イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度に関する記述として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　すべての元素のうちで電気陰性度が最も大きい元素は、酸素 $\mathrm{O}$ である。
• イ　すべての元素のうちで第一イオン化エネルギーが最も大きい元素は、ヘリウム $\mathrm{He}$ である。
• ウ　同じ族の典型元素では、原子番号が大きいほど第一イオン化エネルギーは小さくなる傾向がある。
• エ　電子親和力が大きい原子ほど、1 価の陽イオンになりやすい。
• オ　第一イオン化エネルギーが小さい原子ほど、1 価の陽イオンになりやすい。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下の表のア〜エのうちから 1 つ選べ。

「水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ 分子は（ a ）形の分子であり、2 つの $\mathrm{O}-\mathrm{H}$ 結合の極性が打ち消し合わないため、分子全体として極性分子である。また、同じ 16 族元素の水素化合物である硫化水素 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$ は ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ より分子量が大きいが、沸点は ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ のほうがはるかに高い。これは、${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ 分子の間には、電気陰性度の大きい酸素原子と、別の分子の水素原子との間で（ b ）がはたらくためである。」

常温・常圧で固体の物質と、その固体（結晶）の種類の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　二酸化ケイ素 $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$ ― 分子結晶
• イ　ヨウ素 ${\mathrm{I}}_2$ ― 共有結合の結晶
• ウ　塩化アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ ― イオン結晶
• エ　黒鉛（グラファイト）$\mathrm{C}$ ― 金属結晶
• オ　ドライアイス $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ ― イオン結晶

元素の周期表における典型元素・遷移元素、金属元素・非金属元素の分類について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　遷移元素は、すべて金属元素である。
• イ　典型元素は、すべて非金属元素である。
• ウ　第 3 周期の元素（$\mathrm{Na}$ 〜 $\mathrm{Ar}$）のうち、金属元素は $\mathrm{Na}$ と $\mathrm{Mg}$ の 2 種類だけである。
• エ　14 族に属する元素は、すべて非金属元素である。
• オ　1 族に属する元素は、すべて金属元素であり、アルカリ金属とよばれる。

次のア〜オは、2 つの元素 A・B と、比べる量の組である。A の値が B の値より大きいと判断できるものを、次のア〜オのうちから 2 つ選べ。ただし、第一イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度の周期的な傾向にもとづいて判断するものとする。

• ア　A：ナトリウム $\mathrm{Na}$、B：塩素 $\mathrm{Cl}$、比べる量：電気陰性度
• イ　A：ナトリウム $\mathrm{Na}$、B：カリウム $\mathrm{K}$、比べる量：第一イオン化エネルギー
• ウ　A：リチウム $\mathrm{Li}$、B：フッ素 $\mathrm{F}$、比べる量：第一イオン化エネルギー
• エ　A：フッ素 $\mathrm{F}$、B：塩素 $\mathrm{Cl}$、比べる量：電気陰性度
• オ　A：ナトリウム $\mathrm{Na}$、B：塩素 $\mathrm{Cl}$、比べる量：電子親和力

次の文中の空欄 $\boxed{a}$・$\boxed{b}$ に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜エから 1 つ選べ。

水分子 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ に水素イオン ${\mathrm{H}}^{+}$ が結合すると、オキソニウムイオン ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$ ができる。このとき、水分子の酸素原子がもつ $\boxed{a}$ を水素イオンと共有することで、新しい結合ができる。このように、一方の原子から提供された電子対を共有してできる共有結合を配位結合という。できたオキソニウムイオンの 3 つの $\mathrm{O}-\mathrm{H}$ 結合は、$\boxed{b}$。

イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度について述べた文として誤っているものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　同じ周期の元素の中では、第一イオン化エネルギーは貴ガス（希ガス）元素で最も大きい。
• イ　1 族のアルカリ金属元素では、原子番号が大きいものほど第一イオン化エネルギーが小さい。
• ウ　ナトリウム原子の第二イオン化エネルギーは、第一イオン化エネルギーに比べて非常に大きい。
• エ　電子親和力が大きい原子ほど、電子 1 個を受け取って 1 価の陰イオンになりやすい。
• オ　貴ガス（希ガス）を除くと、電気陰性度は周期表の左下にある元素ほど大きい。

分子の形と極性、分子間力と沸点について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　二酸化炭素 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ 分子は、炭素原子と酸素原子の間の結合に極性があるので、分子全体としても極性分子である。
• イ　アンモニア $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ 分子は三角錐形であり、分子全体としては無極性分子である。
• ウ　14 族元素の水素化合物 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$、$\mathrm{Si}{\mathrm{H}}_4$、$\mathrm{Ge}{\mathrm{H}}_4$、$\mathrm{Sn}{\mathrm{H}}_4$ では、分子量が大きいものほど沸点が高い。
• エ　フッ化水素 $\mathrm{HF}$ の沸点は、ハロゲン化水素 $\mathrm{HF}$、$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{HBr}$、$\mathrm{HI}$ の中で最も低い。
• オ　水素結合は、ファンデルワールス力よりも弱い分子間の結びつきである。

化学結合と結晶の性質について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　塩化ナトリウムの結晶は、固体のままでは電気を通さないが、加熱して融解させた液体は電気を通す。
• イ　アンモニウムイオン $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ の 4 つの $\mathrm{N}-\mathrm{H}$ 結合のうち 1 つは配位結合によってできるが、できた後の 4 つの $\mathrm{N}-\mathrm{H}$ 結合は互いに区別できない。
• ウ　ダイヤモンドは共有結合の結晶であり、固体のままで電気をよく通す。
• エ　金属が展性・延性を示すのは、自由電子が金属原子の間を動いて原子どうしを結びつけているので、原子の位置がずれても結合が保たれるためである。
• オ　ヨウ素の結晶は、ヨウ素分子どうしが共有結合で結びついてできた分子結晶である。

金属結晶の代表的な構造には、体心立方格子・面心立方格子・六方最密構造の 3 種類がある。このうち、次の特徴をすべてもつ構造を何というか。漢字で答えよ。

• 1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）が $8$ である。
• 結晶の体積のうち原子が占める体積の割合（充填率）が、ほかの 2 種類の構造より小さい。
• 常温のナトリウム・カリウム・鉄などの結晶がこの構造をとる。

元素の周期表と周期律に関する記述として正しいものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　典型元素では同じ族の元素の価電子の数が等しく、18 族元素の価電子の数はいずれも 8 である。
• イ　第 2 周期の元素のうち、金属元素はリチウム $\mathrm{Li}$ だけである。
• ウ　遷移元素はすべて金属元素であり、周期表では第 4 周期から現れる。
• エ　第 3 周期の 1 族から 17 族までの元素では、原子番号が大きくなるほど原子半径が大きくなる。
• オ　同じ周期の典型元素では、1 族元素の第一イオン化エネルギーが最も大きい。

原子・イオンの構造と電子配置に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　${}^{35}\mathrm{Cl}$ と ${}^{37}\mathrm{Cl}$ は中性子の数が異なるので、化学的性質も大きく異なる。
• イ　原子番号 19 のカリウム原子の電子配置は、K 殻に 2 個、L 殻に 8 個、M 殻に 9 個である。
• ウ　マグネシウム原子とヘリウム原子は、最外殻電子の数がどちらも 2 個なので、価電子の数も等しい。
• エ　${}^{18}{\mathrm{O}}^{2-}$、${}^{19}{\mathrm{F}}^{-}$、${}^{20}\mathrm{Ne}$ の 3 つの粒子は、電子の数も中性子の数もすべて等しい。
• オ　陽子 1 個と電子 1 個の質量はほぼ等しく、原子の質量の大部分は陽子と電子が担っている。

次の文中の空欄 a・b に入る語句・数値の組み合わせとして正しいものを、下の表のア〜エのうちから 1 つ選べ。

「原子番号 $18$ のアルゴン $\mathrm{Ar}$ 原子は、K 殻に $2$ 個、L 殻に $8$ 個、M 殻に $8$ 個の電子をもつ。このように最外殻電子の数は $8$ であるが、アルゴンは他の原子と結合をつくりにくく、化学反応にほとんど関わらないので、価電子の数は（ a ）とする。また、原子番号が $1$ 大きいカリウム $\mathrm{K}$ 原子では、M 殻にはまだ電子が入る余地があるにもかかわらず、$19$ 番目の電子は（ b ）殻に入る。」

次の 2 つの群の分子について考える。

• 群 A　水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$（折れ線形）、アンモニア $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$（三角錐形）、塩化水素 $\mathrm{HCl}$（直線形）
• 群 B　二酸化炭素 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$（直線形）、メタン $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$（正四面体形）、四塩化炭素 $\mathrm{CC}{\mathrm{l}}_4$（正四面体形）

どちらの群の分子でも、分子の中の共有結合はすべて電気陰性度の異なる原子どうしの結合であり、1 本 1 本の結合には電荷のかたよりがある。群 A の分子では、この結合の電荷のかたよりが分子全体として残っている。一方、群 B の分子では、分子の形が対称的であるため、各結合の電荷のかたよりが互いに打ち消し合い、分子全体としては電荷のかたよりが生じない。

群 B の分子のように、分子全体として電荷のかたよりをもたない分子を何というか。漢字で答えよ。

次の文中の空欄 $\boxed{a}$・$\boxed{b}$ に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜エから 1 つ選べ。

三フッ化ホウ素 $\mathrm{B}{\mathrm{F}}_3$ 分子では、中心のホウ素原子に 3 個のフッ素原子が共有結合で結びついており、ホウ素原子のまわりには非共有電子対がない。この分子の形は $\boxed{a}$ であり、$\mathrm{B}-\mathrm{F}$ 結合には極性があるものの、分子全体としては無極性分子である。

また、分子量がほぼ等しいフッ素 ${\mathrm{F}}_2$（分子量 $38$）と塩化水素 $\mathrm{HCl}$（分子量 $36.5$）の沸点を比べると、沸点が高いのは $\boxed{b}$ である。

次の文中の空欄 $\boxed{a}$・$\boxed{b}$ に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜カから 1 つ選べ。

周期表の典型元素では、同じ族の元素どうしは価電子の数が等しく、化学的性質がよく似ている。また、同じ周期では原子番号が増えるにつれて価電子の数が規則的に変化するので、性質も周期的に変化する。

これに対して遷移元素では、原子番号が 1 増えても、増えた電子は主に最外殻より内側の電子殻に入る。そのため、遷移元素の原子の最外殻電子の数は $\boxed{a}$ のものが多く、同じ族の元素だけでなく、同じ周期で隣り合う元素どうしの性質も似ていることが多い。また、遷移元素はすべて $\boxed{b}$ である。

純物質と混合物、単体と化合物、同素体について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　空気は窒素や酸素などからなる混合物であるが、液体にした空気は一定の温度で沸騰し、その温度は一定のまま変わらない。
• イ　黄リンと赤リンは互いに同素体であり、どちらも同じリン原子だけからできているので、空気中での反応のしやすさや毒性などの性質も同じである。
• ウ　水を電気分解すると水素と酸素が得られることから、水は 2 種類以上の元素からできている化合物であることがわかる。
• エ　「牛乳にはカルシウムが多く含まれる」という文のカルシウムは、金属のカルシウムという単体の意味で使われている。
• オ　ダイヤモンドと黒鉛は互いに炭素の同素体であり、どちらも電気をよく通す。

金属の結晶では、多くの場合、金属原子が規則正しく配列している。原子を同じ大きさの球とみなし、最も近い原子どうしは接しているものとする。次の特徴をすべてもつ金属結晶の構造（単位格子）を何というか。漢字で答えよ。

• 1 個の原子に最も近い位置で接している原子の数（配位数）は 12 である。
• 結晶の体積のうち原子が占める体積の割合（充填率）は約 74 % であり、同じ大きさの球を最も密に詰めた構造の 1 つである。
• 単位格子は立方体であり、1 つの単位格子に含まれる原子の数は 4 個である。
• アルミニウム $\mathrm{Al}$・銅 $\mathrm{Cu}$・銀 $\mathrm{Ag}$ の結晶はこの構造をとる。

原子・イオンの構造と電子配置について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、原子番号は $\mathrm{C}=6$, $\mathrm{N}=7$, $\mathrm{Na}=11$, $\mathrm{S}=16$, $\mathrm{Cl}=17$, $\mathrm{Ar}=18$ とする。

• ア　ナトリウムイオン ${}^{23}\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ 1 個に含まれる電子の数は $11$ である。
• イ　${}^{14}\mathrm{C}$ と ${}^{14}\mathrm{N}$ は質量数が等しいので、互いに同位体である。
• ウ　硫黄原子 $\mathrm{S}$ の電子配置は $\mathrm{K}$ 殻に 2 個、$\mathrm{L}$ 殻に 8 個、$\mathrm{M}$ 殻に 6 個であり、価電子の数は $6$ である。
• エ　アルゴン原子 $\mathrm{Ar}$ の最外殻電子の数は $8$ であるので、価電子の数も $8$ である。
• オ　塩化物イオン ${}^{37}\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ 1 個に含まれる中性子の数は $18$ である。