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1 物質の構成粒子とその結合一9
分子の炭素原子間の最近接距離を求めよ。 また,求めた距離を, AやBにおける炭
素原子間や Ceo 分子内の炭素原子間の距離と比較し, 隣接する Cso 分子の炭素原子
間に働く力の強さを予測せよ。
(学習院大)
8. 分子の形と分子結晶
次の文章を読み, 問ア~エに答えよ。 (C3D12.0, O=16.0, Na=6.02×10%/mol,
V2=1.41, /3 =1.73)
の多くの分子やイオンの立
体構造は,電子対間の静電気
的な反発を考えると理解でき
る。例えば, CH。 分子は, 炭
素原子のまわりにある四つの
共有電子対間の反発が最小に
なるように,正四面体形とな
る。同様に, H0分子は, 酸
素原子のまわりにある四つの
電子対(二つの共有電子対と二つの非共有電子対)間の反発によって, 折れ繊形となる。
電子対間の反発を考えるときは, 二重結合や三重結合を形成する電子対を一つの組とし
て取り扱う。 例えば, CO2分子は, 炭素原子のまわりにある二組の共有電子対(二つの
C=O 結合)間の反発によって, 直線形となる。
多数の分子が分子間力によって引き合い, 規則的に配列した固体を分子結晶とよぶ。
例えば、COaは低温で図に示す立方体を単位格子とする結晶となる。 図の結晶中で,
CO。分子の炭素原子は単位格子の各頂点および各面の中心に位置し,
する CO,分子の炭素原子に近づくように位置している。
ア いずれも鎖状の HCN 分子および亜硝酸イオン NO2" について, 最も安定な電子配
置(各原子が貴ガス(希ガス)原子と同じ電子配置)をとるときの電子式を以下の例
にならって示せ。等価な電子式が複数存在する場合は, いずれか一つ答えよ。
: 炭素原子
0:駿素原子
図(左)CO。の結品構造の模式図。 (右)分子の大きさを考慮して描いた
CO,の結晶構造。
酸素原子は隣接
(例) 6:C:6 |H9H
イ 下線部Dの考え方に基づいて, 以下にあげる鎮状の分子およびイオンから, 最も安
定な電子配置における立体構造が直線形となるものをすべて選べ。
N
HCN
NO
NO.
O。
ウ 図に示す CO: の結晶について, 最も近くにある二つの炭素原子の中心間の距離が
0.40nm であるとする。このとき, cOzの結晶の密度は何g/cm°か, 有効数字2桁
で答えよ。
エ 下線部②について, CO: の結晶中で, 隣り合う cO:分子の炭素原子と酸素原子が近
づく理由を、電気陰性度に着目して説明せよ。
(東京大)
9は 題6 の後にあります。
