Question

ころろろろ

（3）の解説の「氷の中の1個の水分子は他の4個の水分子と水素結合を形成している」ってどういう意味か教えて欲しいです🙇‍♀️

36. 〈水分子の特性〉
H2Oの沸点は,ほかの同族元素の原子の水素化合物の沸点に比較すると著しく高い。
これは, H2O では分子間に強い水素結合が存在するためである。 氷は水分子からなる結
晶であり, 1.0×10 Paでは,一つの水分子に対してまわりの水分子は正四面体の頂点方
向から水素結合で結合している。 水素結合やなどを総称して分子間力と呼ぶ。 分
子量が大きいほど, は一般に強くなる。 (H=1.0,O=16, NA=6.0×1023/mol)
(1)
に入る適切な語句を答えよ。
(2)第5周期までの14族, 15族, 16族の元素について, 同族元素の原子の水素化合物
の中で最も沸点が低い物質の分子式をそれぞれ答えよ。
(3) 下線部に関し, 1.0×10 Pa において氷1.0cmの水素結合をすべて切るのに必要な
エネルギー 〔kJ] を有効数字2桁で答えよ。 ただし, 氷の中の水分子一つがA個の他
A
の水分子との間に水素結合を形成しているとき,水分子 M 個の中には合計 M × 2
個の水素結合があるとする。 また, 水素結合一つを切るのに必要なエネルギーは
4.0×10-2Jとして, 氷の密度は 0.90g/cmとする。
[22 北海道大 改〕
記 (4) 氷が融けて水になると体積が減少する。 この理由を簡潔に述べよ。
[15 慶応大〕

36 (1) ファンデルワールスカ
(2)(14族)CH (15族)PH3 (16族) HS
(3) 2.4kJ
*34
(4) 氷の結晶は水素結合ですき間の多い構造をとる。 氷が融
解すると, 水分子がすき間に入り込むので体積が減少す
る。
氷の結晶
分子が
により、
体形の種
解説 (1) ファンデルワールス力はすべての分
子にはたらき,分子量が大きいほど強い。
F-H, OH, N-H の共有結合をもつ分子は,
XH1111111
IIIIII は水素結合
正電
X,Yは F, O, N 原子
性の
*44
ファンデルワールス力に加えて水素結合がはたらくことがある。
(2)14族元素の水素化合物は単に分子量を比べて答えればよいが,15
族元素の水素化合物, 16族元素の水素化合物は NH3,H2O が分子間
で水素結合を形成するため他の水素化合物より沸点が高くなる。そ
れぞれ2番目に分子量の小さな分子を答える。
⑤
のあ
的
合
(3) 氷 1.0cm の中の水分子の数は,
1.0×0.90
-x6.0×1023=3.0×1022 (個)
・・・M 個
18
氷の中の1個の水分子は他の4個の水分子と水素結合を形成してい
るので, 求めるエネルギーは,
3.0×10 × 4×4.0×10~20=2.4×10°(J)=2.4(kJ)
(4) 水の水素結合はファンデルワールス力に比べるとかなり強いので,
16
学明昭

水素結合 水 氷 水分子の特徴