共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問17 (化学基礎(第1問) 問2)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問17(化学基礎(第1問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0  C 12  O 16
Cl 35.5  K 39  Ca 40  Mn 55

次の問いに答えよ。

図1は、典型元素の原子ア~オの電子配置の模式図である。ア~オに関する記述として誤りを含むものはどれか。後の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • アとイは第2周期の原子である。
  • ウは1価の陽イオンになりやすい。
  • イとエは同族元素の原子である。
  • フッ化物イオンFの電子配置は、オの電子配置と同じである。

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この過去問の解説 (3件)

01

この問題は、電子配置の図から、周期・族・イオンになりやすさを読み取る問題です。

図1の●=電子を数えることが大切です。

電子配置は内側から、「第1電子殻→第2電子殻→第3電子殻」と並んでいます。

 

典型元素のポイントは、次の3点です。

①周期→電子殻の「段数」

例えば

・2段目→第2周期

・3段目→第3周期

となります。

 

②同族→一番外側の電子数が同じ

典型元素では、量外殻電子数が同じ元素は同じ族となります。

・最外殻電子6個→16族

・最外殻電子7個→17族

・最外殻電子→1個→1族

となります。

 

③イオンになりやすさ→最外殻電子を見る

原子は、最外殻を8個の電子で安定した状態にしようとする傾向があります。

例えば、最外殻電子が1個なら、「その1個を捨ててしまえば、内側の殻が完成して安定する」ので、1価の陽イオンになりやすいです。

 

次に、図1の(ア)~(オ)の正体を確認しましょう。

原子電子配置元素
2,2Be(ベリリウム)
2,6O(酸素)
2,8,1Na(ナトリウム)
2,8,6S(硫黄)
2,8,7CI(塩素)

となります。

これらを踏まえて、各選択肢を見ていきましょう。

選択肢1. アとイは第2周期の原子である。

(ア)の電子配置は(2,2)で、電子殻が2つあります。

(イ)の電子配置は(2,6)で、電子殻が2つあります。

そのため、どちらも第2周期の原子となります。

よって、この選択肢は正しいと言えます。

選択肢2. ウは1価の陽イオンになりやすい。

(ウ)の電子配置は(2,8,1)です。最外殻に電子が1個あります。この1個を失うと(2,8)となります。

これは、非常に安定した電子配置です。

したがって、

Na→Na+e

のように、電子を1個失って1価の陽イオンになりやすいです。

よって、この選択肢は正しいと言えます。

 

選択肢3. イとエは同族元素の原子である。

原子が同族か否かを判断する時に見るのは、最外殻電子の数です。

(イ)→最外殻が6個

(エ)→最外殻が6個

したがって、どちらも16族となります。

よって、この選択肢は正しいと言えます。

選択肢4. フッ化物イオンFの電子配置は、オの電子配置と同じである。

まず、フッ素Fの原子番号は「9」です。

つまり、フッ素原子Fは、「電子を9個持っている」ということです。

電子配置は(2,7)となります。

しかし、フッ化物イオンF電子を1個受け取っています

したがって、9個+1個=10個の電子を持ちます。

そのため、電子配置は(2,8)となります。

 

次に、(オ)を見てみましょう。

(オ)の電子配置は(2,8,7)です。

・F→2,8

・(オ)→2,8,7

となり、同じ電子配置ではありません。

よって、この選択肢は誤りとなります。

 

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02

原子番号 = 電子の数 であり、電子配置は内側から順にK、L、M、N殻となることを覚えておきましょう👍🏻

選択肢1. アとイは第2周期の原子である。

アとイは、どちらもL殻まで電子があります。すなわち、第2周期の原子です。

したがって、正解です。

選択肢2. ウは1価の陽イオンになりやすい。

最外殻( M殻)に電子が1個あります。最外殻電子が1個の原子は電子を放出するため、陽イオンになりやすいです。

したがって、正解です。

選択肢3. イとエは同族元素の原子である。

イとエは、最外殻電子の数が同じです。すなわち、同族元素の原子です。

したがって、正解です。

選択肢4. フッ化物イオンFの電子配置は、オの電子配置と同じである。

フッ素は9個の電子を持っています。すなわち、フッ化物イオンの電子は10個です。

したがって、不正解です。

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03

問題にあるような図は電子配置図といわれ、原子核のまわりに電子殻が存在し

電子殻の中に電子が入っているように書き表します。

※厳密にはこのように均等な位置に電子は存在していません


電子の数=原子番号です。

選択肢1. アとイは第2周期の原子である。

アは電子が4つあるため、原子番号4のBeと考えられます。
イは電子が8つあるため、原子番号8のOと考えられます。
どちらも第2周期の原子です。
正しい文章です。

選択肢2. ウは1価の陽イオンになりやすい。

ウは最外殻に電子が1つあります。
この1つの電子を失うだけで1価の陽イオンになります(なりやすいです)。
正しい文章です。

 

ちなみにウは電子が11個あるため、原子番号11のNaと考えられます。
 

選択肢3. イとエは同族元素の原子である。

イとエはどちらも最外殻の電子が最大数-2です。
よってイとエは同族の原子です。
正しい文章です。

選択肢4. フッ化物イオンFの電子配置は、オの電子配置と同じである。

フッ素Fは原子番号9で電子を9つ持ちます。
フッ化物イオンF-は電子をさらに1つ多く持ちます。
よって電子を10個持ちます。
オの電子配置図には電子が18個あるため、F-の電子配置とは異なります。
誤った文章です。
 

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