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化学 高校生

単位格子がよく分かりません。 問題の図1が単位格子のようなのですが、図2が単位格子なのでは?と思ってしまいます。 なぜ図1なのか教えていただきたいです!

8-1 物質の構成粒子とその結合 7.炭素の同素体 炭素の同素体に関する以下の文章を読み, 問いに答えよ。ただし, 数値で答える問い には,有効数字2桁で答えよ。(/2 =1.41, /3 =1.73) 同素体Aは, 非常に硬く, その結晶は 透明である。電気を通さないが, 熱伝導 は非常によい。Aの結晶では, 図1に示 すようにある炭素原子に隣接する 4つの 炭素原子が正四面体を形成するように結 合しており,立方体の単位格子をもつ。 a 0.356 nm 単位格子の立方体の一の体積をもつ小 図1 図2 さな立方体(図 2)に着目すると, その頂点に4つの炭素原子が存在し, 立方体の中心に 炭素原子が存在している。 一方,別の同素体であるBは黒色で軟 らかく,電気をよく通す。 Bの結晶では, 図3のようにある炭素原子が他の3個の 炭素原子と正六角形の網目状の平面構造 を作るように結合し, その層が重なった 構造をもつ。隣り合う層は交互にずれて いる。網目状の平面内の隣接する炭素原 子間の距離は 0.14nm であり, Aの炭素原子間の距離と近い。一方,隣接する層の炭素 原子間の最近接距離は 0.34nm であり, 平面内の距離に比べて大きい。 また, 別の同素体のフラーレンの一つ である Ceo の分子は, 図 4のように炭素 の六員環と五員環からなるサッカーボー ルと同様な形をしている。Ceo 分子内の 隣接する炭素原子間の距離は, 平均する と 0.14nm である。そして, C60 の結晶 は図5のように立方体の単位格子をもち, 立方体の頂点と面心の位置に Coo 分子が配置している。 ただし, 図 5では, Ceo 分子を球 と仮定して描かれている。 (a) A, Bに当てはまる炭素の同素体の名称を, それぞれ答えよ。 (b) Aの単位格子の一辺の長さをaとして, aを使って隣接する炭素原子間の距離を表 せ。次に a=0.356nm としてその距離を求めよ。 (c) Coo の結晶の単位格子の一辺の長さを apとし, apを使って隣接する 2つの Cao分 子の中心間距離を表せ。 次に ap=1.41nm としてその距離を求めよ。 (d) Ceo 分子を球として近似するとその直径は0.71nm となる。隣接する 2つの C6o 分 子の中心を結んだ直線と球面が交わる位置に炭素があると仮定して, 隣接する Ceo 0.34 nm 図3 図4 1.41 nm 図5

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化学 高校生

単位格子の長さです。(4)です。 なぜ1.09倍になるのでしょうか? 初め、密度どうしを比べようと思ったのですが、鉄1個あたりの7量は同じだし、格子の長さも同じだし、残るのは、原子の個数だけになるのですが、それだと、2と4で、1.09にはならなく、困っています。 回答して... 続きを読む

3 各設問に答えよ。選択肢の中からあてはまるものを選ぶ問題では、 複数解答もあり得る。 原子量、各種物理定数の値、 対数の値、および平方根の値は以下ドにまとめてあります。 必要が あれば、これらの数値を用いてください。ただし、各設間の「ただし書き」 で数値が指定してあ る場合は、その値を用いてください。 特にことわりのない限り、 気体は理想気体であるものとします。 解答欄に酸化数を書く場合、符号 ("+" や"-") をつけて書いてください。 反応式の係数のみを解答する穴埋め形式問題では、解答が1の場合には解答欄に1と書いてく ださい。 原子量 H 1.0 C 12.0 N 14.0 0 16.0 F 19.0 Ne 20.0 Na 23.0 Mg 24.0 Al 27.0 Si 28.0 P 31.0 S 32.0 CI 35.5 Ar 40.0 K 39.0 Ca 40,0 Cr 52,0 Mn 55,0 Fe 56,0 Cu 63.5 Zn 65.4 Br 80.0 Ag 108 I 127 Ba 137 Pb 207 気体定数 R= 8.31 × 10°L·Pa/(K·mol) = 8.31m-Pa/(K·mol) = 0.0821L-atm/(K·mol) 理想気体の体積 標準状態 (0℃、1.013 × 10Pa(1atm))、1mol で 22.4L アボガドロ定数 N』= 6.02× 10/mol 水のイオン積 Kw = 1.00 × 1014 (mol/L)?(25℃) ファラデー定数 F= 9.65 × 10'℃/mol れい 絶対零度 -273℃ 対数値 logio2 = 0.301 logio3 = 0.477 logio5 = 0.699 logio7 = 0.845 V2 = 1.41 平方根値 V3 = 1.73 V5 = 2.24 V7 = 2.65 鉄は温度によって結晶構造が変化する。 911℃より低い温度で存在する鉄をa鉄、 911℃から 1392℃ の温度で存在する鉄をy鉄と呼ぶ。これらの結品の単位格子は、a鉄が体心立方格子、y鉄が面心立 方格子である。いずれの場合も、 鉄原子の半径は 0.126nm である。次の設問(1)から(4)に答えよ。 (1) a鉄およびy鉄中の鉄原子はそれぞれ何個の鉄原子と隣接しているか答えよ。 (2) a鉄およびッ鉄の単位格子中に含まれる鉄原子の数を -r 数 (3) 鉄の単位格子の長さはa鉄の単位格子の長さの何倍か、有効数字3桁で答えよ。 (4) y鉄の密度はa鉄の密度の何倍か、有効数字3桁で答えよ。 14

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化学 高校生

化学史についての範囲でA,Bのパターンでは矛盾してますが、なぜこのように(写真)考えるパターンはないのですか。

第1章 物質の構成と化学結。 して、「同温·同圧では, 同体積の気体は同数の原子または複合原子を含む」 と仮定した。 年)。「気体どうしの反応では, 反応に関係する気体の体積の間には,同温·同圧のもと の原子が分子を形成するときの結合力が不明であったため,当時の化学者たちにはまっ ゲーリュサックは, 自ら発見した気体反応の法則をドルトンの原子説で説明しようと 12 -第1編 物質の構造 8 気体反応の法則と分子説 1 気体反応の法則 では,簡単な整数比が成り立つ。」これを気体反応の法則という。 成した水蒸気の体積比は, 同温·同圧では2:1:2となる。 上記の反応では,水素と酸素と水蒸気の 体積比が2:1:2であるから,水素原子: 酸素原子:水(複合原子)の個数の比は2: 1:2になるはずである。そこで, 右の図 A のように考えると,反応後に酸素原子の数 が増え,ドルトンの原子説,質量保存の法 則に矛盾する。また, 図Bのように考える と,反応後に酸素原子を分割しなければな らず,やはりドルトンの原子説に矛盾する。 1 アボガドロの分子説 *上の矛盾を解決し,気体反応の法則をうまく説明するためにイタリアのアボガドロは、 次のような分子説を発表した(1811年)。 (1)それぞれの気体は,何個かの原子が結合した分子という粒子からできている。 (2) すべての気体は,同温·同圧のとき,同体積中には同数の分子を含む。 アボガドロの分子説にしたがい,気体の 水素が水素原子2個,気体の酸素が酸素原 子2個でそれぞれ分子をつくっているとす ると,図Cに示すように,気体反応の法則 を矛盾なく説明できる。 アボガドロは,物質をつくる基本粒子と しての原子と,物質がその固有の性質を失 わない最小の粒子としての分子の区別を明確にした。 A ○○| 0 酸素1体積 代e 水蒸気2体積 水素2体積 B O1. ドルトンの原子説に基づく反応模式図 C ○O 水素2体積 酸素1体積 水蒸気2体積 アボガドロの分子説に基づく反応模式図 たく受け入れられず, この分子説が認め 補足6 上うめ」 OO O

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化学 高校生

(4)のみ分かりません お願いします

3 常温ですべての単体が気体で存在する元素の領域(ただし, aは除く) (2) 上表に含まれる元素のうち, 次の性質に該当するものを元素記号で記せ。 (3) 領域dの元素群に関する次の文章の 内に, 適当な語句,数値を記せ。 右下図は,長周期型周期表の概略図を第5周期まで示したものである。これとも、 4 第1編 物質の構造 1 物質の構成と化学結合 1〈周期表と元素の特徴〉 ★★ 2<化学結合の種類 次の文の コ: 化学結合は一粒 合,イコ結合。 結合やカコカ ア結合の本 く コ力であ の価電子を出L ウ結合は 合と異なるだ ない。アンモ に以下の各問いに答えよ。 ただし、 a, b, …, hは領域を示す記号である。 (1) 次の①~①に該当する領域を すべてa~hの記号で選べ。 a b C 0 非金属元素の領域 d (2) 単体が酸とも塩基とも反応す る元素が含まれる領域 ④ 常温ですべての単体が固体で存在する元素の領域 モニウムイ: 金属原子 ① 第1イオン化エネルギーが最大で,最も陽イオンになりにくい元法 2) 第1イオン化エネルギーが最小で, 最も陽イオンになりやすい元あ ③ 単体の融点が最も高い元素と,単体の沸点が最も低い元素 2原子だけ このよう。 および口 3〈分 領域dの元素群をア]という。周期表では第ィ 族からエ]族まで合計オ]個の元素が該当し,次のような特色をもっ |周期以降に現れ, ウ 次の 分子の の役割をすることがある。したがって, 複数の クの陽イオンを生じゃお (b) 有色の化合物をつくりやすい。たとえば,硫酸銅(IⅡ)水溶液は ケ色であz (c) 単体は,一般に融点のコ]い金属で, 密度は[ 黄銅,ステンレス鋼のようなシ]をつくりやすい。 (d) 単体や化合物の中には, 化学反応のス]として働くものが多い。 (e) 他の陰イオンや分子と配位結合して, (4)次のD~のの性質は,各族, 各周期で原子番号が大きくなるにしたがって, 一報 にどのような傾向を示すか。下の(ア)~(エ)からそれぞれ選べ。ただし,希ガス元表 を除く典型元素についてのみ考えよ。 の原子半径 (ア)増加する (5) 次にあげる5種のイオンは, すべて同じ電子配置をもつ。イオン半径の大きいも のから小さいもの順に, 左からイオン式で記せ。また,その理由も説明せよ。 サ いものが多い。また, セ]を形成するものが多い。 2第1イオン化エネルギー (イ)減少する 3電気陰性度 ④イオン半径 (エ) 一定の傾向はない (ウ)変化しない Na* Mge+ AP+ F- (島根大改)

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