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)
問題文
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。
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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)
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。
- 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。
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。
(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。
(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。
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。
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-は電子を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👍🏻
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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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