今日は、埼玉大学 後期(2019年)で出題された理由を問う記述問題を紹介します。
挑戦してみてください！
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19世紀後半，メンデレーエフは元素を原子量の順に並べたとき，融点や沸点，化学的性質が周期的に変化することを発見した。
このように性質のよく似た元素が周期的に現れることを元素の周期律という。
現代では原子番号の順に並びかえられ，周期表としてまとめられている。下の表は周期表の一部を示している。
■問題１
上記の周期表中には，原子が一価の陰イオンになりやすい族がある。この族に固有の名称を答えよ。
また，一価の陰イオンになりやすい理由を述べよ。
■問題２
水素を除く1族元素において，原子から価電子を1つ取り去るのに必要なエネルギーの大きさは周期が増えるごとにどのようになるか，
理由と共に説明せよ。
■問題３
13族元素であるアルミニウムの工業的製法では，アルミナに氷晶石を加えて温度約1000℃で溶融塩電解を行う。
このようにAl3＋を含む水溶液での電解を用いない理由と，溶融塩電解で氷晶石を用いる理由についてあわせて説明せよ。
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■問題１
ハロゲン
理由…ハロゲン原子は最外殻電子が7個あり，外部から電子を1個受け取って一価の陰イオンとなることにより，希ガス型の安定な電子配置となるため。
■問題２
周期が増えると，原子半径が大きくなるため原子核と最外殻電子の距離も大きくなり，これらの間に働く引力が弱くなるため，イオン化エネルギーは小さくなる。
■問題３
・電解を用いない理由…アルミニウムは水素よりもイオン化傾向が小さいため，Al3＋を含む水溶液を電気分解しても水素が発生するだけで，アルミニウムが得られない。
・氷晶石を用いる理由…アルミナの融点は非常に高く，そのままでは融解させることが難しいため，融点の低い氷晶石にアルミナを少しずつ溶かすことにより，低い温度で融解塩電解することができる。
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