今日は、鳥取大学(2021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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結晶は，それを構成している原子やイオン，分子などの粒子が規則正しく配列してできた固体である。
結晶は，金属結晶，イオン結晶，共有結晶，分子結晶に大別される。
このうち，金属結晶は，多数の金属原子が規則正しく配列することによってできている。
その金属原子どうしの結合は，「 ア 」による金属結合である。
金属は，薄く広げられる性質である「 イ 」や，引き延ばされる性質である「 ウ 」を示す。
その理由は，「 ア 」が結晶全体を移動できるので，「 エ 」の位置が多少ずれても結合が切れないからである。また，金属には金属光沢とよばれる特有の光沢がある。
これは，「 ア 」の作用によって外部からの光が反射されるからである。
さらに，金属は熱や電気の「 オ 」である。
これは，「 ア 」が結晶の中を移動して熱や電気を伝えるからである。
これに対して，「 ア 」や移動できるイオンをもたず，電気を導かないものを「 カ 」という。
■問題１
文中の「 ア 」～「 カ 」に当てはまる最適な語句を以下の語群から選んで記せ。
語群：
価電子， 自由電子， 極性， 延性，
展性， 塩基性， 分子， 原子核，
陽子， 中性子， 不動態， 絶縁体，
半導体， 導体， 体心立方格子， 面心立方格子，
六方最密構造
■問題２
下線部について，共有結合の結晶であるダイヤモンドと黒鉛は，どちらも炭素の単体であるが，ダイヤモンドはきわめて硬いのに対し，黒鉛は薄くはがれやすく，性質が異なる。
このようなダイヤモンドと黒鉛の関係を表す名称を記せ。また，性質が異なる理由をその結晶構造を対比しながら答えよ。
鳥取大学 (2021年) 一部略
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■問題１
ア…自由電子
イ…展性
ウ…延性
エ…原子核
オ…導体
カ…絶縁体
キ…面心立方格子
■問題２
名称…同素体
理由…ダイヤモンドは，炭素原子が4個の価電子を使って次々に他の炭素原子と共有結合して立体的に規則正しく並んだ構造なのに対し，黒鉛は，炭素原子の4個の価電子のうち，3個が次々に他の炭素原子と共有結合して平面的に並び，その平面構造どうしがファンデルワールス力で積み重なった構造であるため。
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