共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問20 (化学基礎(第1問) 問5)

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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20(化学基礎(第1問) 問5) (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。

結晶の結合と特徴に関する記述として下線部に誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
  • 黒鉛の結晶は、各炭素原子が隣接する4個の炭素原子と共有結合して正四面体形が繰り返されてできており、やわらかく、はがれやすい。
  • ヨウ素の結晶は、ヨウ素分子I2どうしが分子間力によって引き合ってできており、やわらかく、くだけやすい。
  • 銅の結晶は、銅原子どうしが金属結合してできており、展性や延性に富む。
  • 塩化ナトリウムの結晶は、ナトリウムイオンNaと塩化物イオンClがイオン結合してできており、強い力が加わると割れやすい。

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この過去問の解説 (3件)

01

この問題のポイントは、それぞれの結合の種類と性質を対応させることです。

結晶結合・力主な特徴
共有結合の結晶共有結合非常に硬いものが多い
分子結晶分子間力やわらかく、融点が低い
金属結晶金属結合展性・延性がある
イオン結晶イオン結合硬くて、もろい

この4つを当てはめると、

・黒鉛→共有結合の結晶

・ヨウ素→分子結晶

・銅→金属結晶

・塩化ナトリウム→イオン結晶

となります。

選択肢1. 黒鉛の結晶は、各炭素原子が隣接する4個の炭素原子と共有結合して正四面体形が繰り返されてできており、やわらかく、はがれやすい。

黒鉛では、炭素原子1個が結合している相手は3個です。

炭素原子が平面上で結びついて、六角形が連続した網目状の層を作っています。

そして、その層と層との間は分子間力に近い弱い力で結びついています。

そのため、層同士がずれやすく、「黒鉛はやわらかく、はがれやすい」という特徴があります。

よって、炭素原子が結合している数は4個ではなく、3個となるので誤りとなります。

選択肢2. ヨウ素の結晶は、ヨウ素分子I2どうしが分子間力によって引き合ってできており、やわらかく、くだけやすい。

ヨウ素の結晶は、分子結晶です。

そして、ヨウ素分子同士が分子間力によって引き合って結晶を作っています。

分子間力は、共有結合やイオン結合と比べて弱いので、やわらかく、くだけやすいという特徴があります。

よって、この選択肢は正しいと言えます。

選択肢3. 銅の結晶は、銅原子どうしが金属結合してできており、展性や延性に富む。

銅は、金属結晶です。

金属結合では、金属原子が持つ電子の一部が特定の原資に固定されず、結晶全体を動き回るような状態になっています。

このため、金属原子の位置が多少ずれても結合が保たれます。

その結果、展性と延性を示します。

よって、この選択肢は正しいと言えます。

選択肢4. 塩化ナトリウムの結晶は、ナトリウムイオンNaと塩化物イオンClがイオン結合してできており、強い力が加わると割れやすい。

塩化ナトリウムはイオン結晶です。

ナトリウムイオンと塩化物イオンが規則正しく並び、引力によって結びついています。

イオン結晶は一般的に、「硬いが、もろい」という特徴があります。

強い力を加えると、イオンの並びがずれて、同じ符号の電荷をもつイオン同士が隣り合うようになります。

すると、反発が生じ、結晶が割れます。

そのため、「強い力が加わると、割れやすい」というのは正しいと言えます。

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02

結晶の結合について、特徴を押さえましょう👍🏻

選択肢1. 黒鉛の結晶は、各炭素原子が隣接する4個の炭素原子と共有結合して正四面体形が繰り返されてできており、やわらかく、はがれやすい。

黒鉛の炭素は3個の炭素と共有結合し、平面六角形の層 をつくります。

4個の炭素と結合するのはダイヤモンドの特徴です💎

したがって、不正解です。

選択肢2. ヨウ素の結晶は、ヨウ素分子I2どうしが分子間力によって引き合ってできており、やわらかく、くだけやすい。

ヨウ素の結晶は分子間力によって引き合っており、柔らかく砕けやすいです。

したがって、正解です。

選択肢3. 銅の結晶は、銅原子どうしが金属結合してできており、展性や延性に富む。

銅は金属結合でできており、展性や延性があります。

したがって、正解です。

選択肢4. 塩化ナトリウムの結晶は、ナトリウムイオンNaと塩化物イオンClがイオン結合してできており、強い力が加わると割れやすい。

ナトリウムイオンと塩化物イオンがイオン結合してできており、強い力が加わると割れやすいです。

したがって、正解です。

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03

結合に関する問題です。

選択肢1. 黒鉛の結晶は、各炭素原子が隣接する4個の炭素原子と共有結合して正四面体形が繰り返されてできており、やわらかく、はがれやすい。

黒鉛は各炭素原子が隣接する3つの炭素原子と共有結合して
正六角形の構造が繰り返されてできています。

誤った文章です。

選択肢2. ヨウ素の結晶は、ヨウ素分子I2どうしが分子間力によって引き合ってできており、やわらかく、くだけやすい。

ヨウ素分子は共有結合で結合しており

分子同士は分子間力で引き合い結晶を作ります。
正しい文章です。

選択肢3. 銅の結晶は、銅原子どうしが金属結合してできており、展性や延性に富む。

金属は自由に動き回る自由電子があり、自由電子による金属の結合が金属結合です。
自由電子の働きにより、金属結合でできたものは展性や延性に富みます。
正しい文章です。

選択肢4. 塩化ナトリウムの結晶は、ナトリウムイオンNaと塩化物イオンClがイオン結合してできており、強い力が加わると割れやすい。

イオン結合でできたものは硬くもろいです。
衝撃を受けてイオンの+-がずれると++、--どうしの反発力が高まり
結合力が低下してしまうためです。
正しい文章です。

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