* 12 イオン結晶の融点
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「次の文章を読み、後の問い (問1~3)に答えよ。
【11分11点】
図1は、陽イオン(○) と陰イオン(○) からできたイオン結晶の単位格子 ( 結晶格子
の繰り返しの基本単位) を表している。 NaCl, CaO などはいずれもこの結晶構造を
もつ。この単位格子の一辺の長さを1[nm], 陽イオンと陰イオンの半径をそれぞれ
mre[nm] とすると,次の関係式が成り立つ。
1 = A
表1は,いろいろなイオンの半径 〔nm] を示したものである。
結晶中の最近接の陽イオンと陰イオンの間にはたらく引力の強さは,両イオンの価数
の積に比例し、イオン間距離(陽イオンと陰イオンの中心間の距離) の2乗に反比例す
ある。この引力が強いと,同型の結晶の融点は高くなる傾向がある。
表1 イオン半径 [nm]
Na+
0.116
F
0.119
Ca2+
0.114
CI¯
0.167
Sr2+
0.132 Br¯
0.182
Ba²+ 0.149 02-
0.126
図1
問1
A
に当てはまる式として最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ
選べ。
① n+m
② 1/2(+12)
③2 (n+1)
④
(n+1)
⑤ √2 (n+m2)
問2 CaO 結晶内で最近接の Ca2+ と O2 の間にはたらく引力は, NaCI 結晶内で最
近接の Na+ と CIの間にはたらく引力の何倍か。 有効数字2桁で次の形式で表す.
a
とき,
と b に当てはまる数字を,後の①~⑩のうちから一つずつ選べ。
ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。
a
b倍
①
1
2
(3)
3 (4) 4 (5) 5
(6)
6
⑦ 7
8
9 9 (0 0
問3 下線部に関して, NaF, NaBr, BaO の各結晶を, 融点 [℃] の値の大きい順に
並べたものとして最も適当なものを,次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし、い
ずれの結晶も図1と同型の結晶構造をもつ。
0 NaF > NaBr > BaO
NaF > BaO > NaBr
NaBr > NaF > BaO
4
NaBr > BaO > NaF
Bao > NaF > NaBr
6
Bao > NaBr > NaF
