共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問91 (化学(第1問) 問2)
問題文
図1は陽イオンAと陰イオンBからなる、ある結晶の単位格子を示している。Aは面心立方格子と同じ配置をとり、Bは隣接する4個のAがつくる正四面体の重心に位置する。Aの配位数および、この単位格子中に含まれるAの数とBの数の組合せとして最も適当なものを、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7年度(2025年度)追・再試験 問91(化学(第1問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
図1は陽イオンAと陰イオンBからなる、ある結晶の単位格子を示している。Aは面心立方格子と同じ配置をとり、Bは隣接する4個のAがつくる正四面体の重心に位置する。Aの配位数および、この単位格子中に含まれるAの数とBの数の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- Aの配位数:4 Aの数:4 Bの数:4
- Aの配位数:8 Aの数:4 Bの数:8
- Aの配位数:12 Aの数:8 Bの数:4
- Aの配位数:4 Aの数:8 Bの数:8
- Aの配位数:8 Aの数:14 Bの数:4
- Aの配位数:12 Aの数:14 Bの数:8
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この過去問の解説 (2件)
01
AとBの単位格子内に含まれる数をそれぞれ考えます。
A:単位格子の各頂点にあるイオンは1/8になっています。また、各面のイオンは1/2になっています。
8×1/8+6×1/2=4
B:単位格子内のイオンは面で切れていないので8個です。
Aの配位数を考えます。図1の単位格子を2つ横並びに並べと、面同士で赤色のイオンAが中心になります。その時の赤色のAに近い距離にあるBの数(画像内青色)は8個です。
これが正解です。
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02
図1より、陽イオンAが面心立方格子と同じ配置で、陰イオンBは単位格子を八分割したとき、その各立方体の中心に位置しています。
単位格子中に含まれるA、Bの数は
A:1/8×8+1/2×6=4
B:1×8=8
となります。
次にAの配位数ですが、配位数とは、ある粒子にもっとも近い距離にある異符号の粒子数のことです。
単位格子を二つ並べたとき、Aにもっとも近いBの数は8となるので、Aの配位数は8となります。
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