今日は、センター試験対策③ 「同素体・同位体」に関する問題についてです。
■同素体
・同じ元素の単体で,性質の異なる物質どうしを互いに同素体という。
S
・硫黄の同素体には,斜方硫黄と単斜硫黄とゴム状硫黄がある。
・斜方硫黄と単斜硫黄は,いずれも環状構造の分子S8からなり,ゴム状硫黄は,多数の硫黄原子が長く鎖状につながった複雑な構造をしている。
C
・炭素の同素体には,黒鉛とダイヤモンドとフラーレンがある。
・黒鉛は電気伝導性があるが,ダイヤモンドには電気伝導性がない。
黒鉛は,炭素原子が３個の価電子を使って正六角形の網目状に結合して平面構造
をつくり,この平面が幾つも重なり合った層状の結晶をつくっている。
そして,炭素原子に残った１個の価電子が,平面構造に沿って移動できるので,黒鉛には電気伝導性がある。
ダイヤモンドは炭素原子が正四面体の中心とした各頂点に位置した構造となっており,炭素原子の価電子４個すべては原子間の共有結合に使われているので,ダイヤモンドには電気伝導性がない。
・黒鉛は,平面上の巨大な分子が積み重なった構造をしており,薄片にはがれやすい。
このため鉛筆の芯に利用されている。
・フラーレン(C60)は,球状の分子である。
O
・酸素の同素体には,酸素とオゾンがある。
・O3は,O2に紫外線を照射したり,O2の中で放電したりすると生成する。
・O3には,酸化力があるため,湿ったヨウ化カリウムデンプン紙を青変させる。
・O3は,特異臭のある淡青色の気体である。
P
・リンの同素体には,赤リンと黄リンがある。
・赤リンは無毒で,黄リンは,有毒である。
・黄リンを大気中に放置すると自然発火して,十酸化四リン(P4O10)になるが,赤リンは自然発火しない。
・赤リンはマッチの側面に塗られている。
☆出題年
・2000年 本、2001年 本、2006年 本、2006年 追、2007年 追、2009年 本、2011年 本、2013年 本
■同位体
・原子番号(陽子の数)は等しいが,中性子の数が異なる(質量数が異なる)原子を互いに同位体という。
・同位体は,質量数が異なるだけで,化学的性質はほとんど差がない。
・フッ素(F),ナトリウム(Na),アルミニウム(Al)など同位体が存在しない元素もある。
・原子量は,同位体の相対質量と存在比から求めた原子の相対質量の平均値である。
よって,同位体が存在しなければ,その原子の相対質量が原子量となる。
・水素1H(中性子なし)と重水素2H(中性子１個)と三重水素3H(中性子２個)は,同位体の関係にある。
☆出題年
・1998年 本、2005年 本、2007年 追、2009年 本、2015年 本
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