五稜郭高田の頑張って医攻化！～2～

みなさんこんにちは！

五稜郭高田です！

医学部攻略化学、略して医攻化！

第一回目は日本全国の方々から非常に多くの反響がありました！

感謝感激雨あられ！！ありがとうございます＾＾

二回目もテンション上げていきます！

第二回目は日本医科大学の入試問題をとりあげます。

それでは、元気を出して―――医攻化！！

下の表は、元素の周期表の一部である。この表にある元素について、あとの各問いに答えよ。

1    2   13  14 15  16 17  18
1 H 　　　　　　　　　 　            He
2 Li   Be  B    C   N   O    F   Ne
3 Na Mg  Al  Si   P   S   Cl   Ar
4 K   Ca  Ga Ge  As Se Br  Kr

問1 17族元素の名称を答えよ。また、その元素の水素化合物のなかで、沸点が最も高いものの分子式と、その理由を20字以内で書け。

問2 常温・常圧で、単体が液体である元素の元素記号を全て書け。

問3 アルカリ土類金属に分類される元素の名称を全て書け。

問4 18族元素のなかで、イオン化エネルギーの最も小さい元素を、元素記号で答えよ。

問5 第3周期の元素のなかで、単体が灰白色で金属光沢をもち、硬い共有結合の結晶である元素の元素記号を答えよ。

問6 最も密度の小さい金属元素の名称を答えよ。

問7 第3周期の元素のなかで、電子親和力の最も大きな元素の名称を答えよ。

問8 2価の陽イオンになりやすく、単体が冷水とも反応して水酸化物になる元素がある。
その元素の元素記号と炎色反応の色を答えよ。

問9 最も酸化されやすい単体の元素記号を書け。

問10 第3周期の元素の水素化合物で、水に少し溶けて弱酸性を示す無色の気体の分子式を答えよ。

問11 第2周期の元素のなかで、15族の元素の水素化合物は極性をもつが、14族の元素の水素化合物は極性をもたない理由を簡潔に述べよ。

これは日本医科大学医学部の入試問題で、元素の性質を問うものです。

問1  17族元素はハロゲンと呼ばれます。ハロゲンは2原子分子です。

フッ素は気体、塩素は気体、臭素は液体、ヨウ素は固体です。

分子量の増加とともに気体→液体→固体と変化します。ちなみに、第6周期のハロゲンはアスタチン(At)です。

中でも、フッ化水素は、水素とフッ素の電気陰性度の差が大きいため極性が生じています。
よって、分子間で水素結合を形成します。

この水素結合のために他のハロゲン化水素に比べて、液体→気体への状態の変化において大きなエネルギーが必要になります。よって沸点が高くなるのです。

正解は　沸点が高くなるもの：HF　　理由：分子間で水素結合を形成するため。

問2 常温・常圧で液体であるものは、周期表の中で、Br (臭素) ,Hg (水銀) のみです。
正解はBr。

問3 アルカリ土類金属は、第2族でBe (ベリリウム), Mg (マグネシウム)以外の元素のことをいいます。

Ca (カルシウム), Sr (ストロンチウム), Ba(バリウム)がアルカリ土類金属です。

アルカリ土類金属は炭酸イオン、硫酸イオンにより沈殿を生じます。すべて白色です。

炭酸塩は、塩酸と反応します。塩酸のほうが炭酸よりも強い酸だからです。

よく出るのは、炭酸カルシウムと塩酸の反応です。強酸である塩酸の塩と弱酸である炭酸が遊離します。
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
正解はCa

問4 18族元素は希ガスと呼ばれ、全て気体で単原子分子です。
He (ヘリウム), Ne (ネオン), Ar (アルゴン), Kr (クリプトン), Xe (キセノン), Rn (ラドン)があります。
正解はKr

問5 灰白色で共有結合結晶である第3周期の元素は、ケイ素です。ケイ素は半導体の性質をもちます。
正解はSi

ここで半分です。残りも元気を出して医攻化！！

問6 最も密度の小さい金属元素は第一族元素になります。つまりアルカリ金属です。

単位体積あたりの密度は原子番号の増加とともに増加します。よって、最も密度が小さい金属はリチウムです。
正解はLi

問7 第3周期の元素の中で、電子親和力の最も大きな元素は、塩素です。

電子親和力は周期表の右上に行くほど大きくなります。(希ガスは除く)
正解はCl

問8　冷水と反応する金属は、K(カリウム), Ca(カルシウム), Na(ナトリウム)です。常温で水と激しく反応します。

これらの水酸化物はすべて強塩基です。この中で2価の陽イオンになるのはCaです。
正解はCa

炎色反応の色は
Sr Li    Ca 　 Na     Ba      Cu K 　　　          Sr Li ・・・赤色　  Cu・・・青(緑)
するりとかるく なわ  ばり    ほど く 　　               Ca ・・・橙色       K・・・紫
赤　　 橙　　 黄　 緑      青(緑)　藍紫 　　        Na ・・・黄色
せき　とう　おう  りょく　せい     らんし 　          Ba ・・・緑色

と覚えましょう。

問9 酸化されやすいということは、陽イオンになりやすいということです。
よってイオン化傾向の大きい金属です。したがって、カリウムということになります。
正解はK

問10 第3周期の水素化物で無色のものは、H2Sです。還元性があり、腐卵臭の気体です。
正解はH2S

問11 電気陰性度の問題です。電気陰性度の大きな元素 F ＞ O ＞ N の順です。「フォン」とおぼえましょう。

HF H2O NH3 は分子間で水素結合を形成しています。F, O, N はそれぞれ17族、16族、15族の元素です。
一方、炭素は14族の元素になります。

たしかに、炭素(C) と 水素(H) の間にも電気陰性度の差はありますが、CH4（メタン）は正四面体構造をとります。

正四面体構造は極性を打ち消し合い、全体として無極性になります。つまり無極性分子です。

それに対して、窒素(N) と 水素(H) からなる NH3（アンモニア）は三角錐構造をとり、極性が打ち消しあうことはなく、極性分子になります。

したがって、解答例は、

15族元素の N(窒素) と H(水素) からなるアンモニアは三角錐構造であるから、極性分子であるのに対し、14族元素のC(炭素) と H(水素) からなるメタンは正四面体構造であるから、無極性分子である、となります。

いかがでしたでしょうか。

元素の性質は、必ず理解しながら覚えることです。

水素結合を理解することで、水に溶けるということはどういうことかを理解することができます。

そういったことを理解できれば、この分野の問題を解くことがとても楽しくなります。
興味が沸いてくると自主的にもっと勉強したいという気持ちになります。

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読んでためになるコラムがたくさんあります！

ではまた来週も頑張って医攻化！！