ミニテスト

「化学結合・結晶構造」ミニテスト10問 — 苦手克服トレーニング

甲種物化で問われる「4つの化学結合」と「4つの結晶」。イオン結合・共有結合・金属結合・分子間力の違いを10問で判別トレーニング!

ミニテスト 10問

問1

イオン結合の説明として、正しいものはどれですか。

(1)非金属原子どうしが電子を共有する結合
(2)陽イオンと陰イオンが静電気力(クーロン力)で結びつく結合
(3)金属原子が自由電子を共有する結合
(4)分子間に働く弱い引力

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正解:(2)

イオン結合は、陽イオン(金属が電子を放出)と陰イオン(非金属が電子を受け取る)がクーロン力(静電気的引力)で結合したものです。NaCl、CaCl₂などが代表例です。

問2

共有結合の説明として、正しいものはどれですか。

(1)金属原子間で自由電子を共有する
(2)陽イオンと陰イオンの引力による結合
(3)原子どうしが電子対を共有してつくる結合
(4)分子間の弱い引力

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正解:(3)

共有結合は、2つの原子が互いの電子を出し合って電子対を共有し、それにより結びつく結合です。H₂、O₂、H₂O、CO₂、有機化合物などに見られます。結合力は一般にイオン結合や金属結合より強いです。

問3

金属結合の特徴として、誤っているものはどれですか。

(1)自由電子が金属原子間を移動する
(2)電気をよく導く
(3)展性・延性がある
(4)水に溶けやすい

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正解:(4)

金属結合は自由電子が金属原子の間を自由に動き回ることで生じる結合です。自由電子により電気・熱をよく導き、結合の方向性がないため展性(薄く延びる)・延性(細く伸びる)があります。水に溶けやすいという性質はありません。

問4

水素結合の説明として、正しいものはどれですか。

(1)水素原子と水素原子が直接結合すること
(2)電気陰性度の大きい原子(F, O, N)に結合した水素と、近くの電気陰性度の大きい原子との間の引力
(3)水素分子(H₂)の共有結合のこと
(4)水素イオンH⁺による酸の性質

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正解:(2)

水素結合は、F・O・Nなど電気陰性度の大きい原子に結合したH原子が、隣の分子のF・O・Nの非共有電子対と引き合う比較的強い分子間力です。水(H₂O)の沸点が異常に高いのは水素結合のためです。

問5

イオン結晶の性質として、正しいものはどれですか。

(1)融点が低く、常温で液体のものが多い
(2)硬いがもろく、固体では電気を導かないが、水溶液や融解液は導く
(3)電気をよく導き、展性・延性がある
(4)やわらかく、昇華しやすい

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正解:(2)

イオン結晶は陽イオンと陰イオンが規則的に配列した結晶で、硬いがもろい(ハンマーで割れる)。固体ではイオンが動けないので電気を導きませんが、水に溶かすか融解するとイオンが移動でき、電気を導きます。

問6

共有結合の結晶(共有結晶)の例として、正しいものはどれですか。

(1)NaCl(食塩)
(2)ダイヤモンド
(3)ドライアイス(CO₂)
(4)鉄(Fe)

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正解:(2)

共有結合の結晶は原子が共有結合で連続的に結合した巨大分子です。ダイヤモンド(C)・ケイ素(Si)・二酸化ケイ素(SiO₂)・炭化ケイ素(SiC)が代表例。非常に硬く、融点が極めて高く、電気を導きません(Si除く)。

問7

分子結晶の性質として、正しいものはどれですか。

(1)融点が非常に高い
(2)融点が低く、やわらかく、昇華しやすいものもある
(3)電気をよく導く
(4)水に溶けると電気を導く

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正解:(2)

分子結晶は分子がファンデルワールス力(分子間力)で集まった結晶です。結合力が弱いため融点が低く、やわらかいです。ドライアイス(CO₂)、ナフタレン(C₁₀H₈)、ヨウ素(I₂)などは昇華性があります。

問8

金属結晶の性質として、誤っているものはどれですか。

(1)電気・熱をよく導く
(2)展性・延性がある
(3)金属光沢がある
(4)融点はすべて低い

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正解:(4)

金属結晶の融点は物質によって大きく異なります。水銀(Hg)は−39℃で液体ですが、タングステン(W)は3422℃と非常に高融点です。「すべて低い」は誤りです。電気・熱伝導性、展延性、金属光沢は金属の共通した特徴です。

問9

ファンデルワールス力(分子間力)の説明として、正しいものはどれですか。

(1)共有結合と同程度の強い力
(2)すべての分子間に働く弱い引力で、分子量が大きいほど強くなる傾向がある
(3)イオン間に働くクーロン力のこと
(4)金属結合と同じ力

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正解:(2)

ファンデルワールス力はすべての分子間に働く弱い引力です。分子量が大きいほど、また分子の表面積が大きいほど強くなります。共有結合やイオン結合よりはるかに弱い力です。

問10

次の物質のうち、結晶の分類が異なるものはどれですか。

(1)ダイヤモンド(C) — 共有結晶
(2)二酸化ケイ素(SiO₂) — 共有結晶
(3)ドライアイス(CO₂) — 分子結晶
(4)炭化ケイ素(SiC) — 共有結晶

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正解:(3)

ダイヤモンド、二酸化ケイ素、炭化ケイ素はいずれも共有結合の結晶(共有結晶)です。ドライアイス(CO₂)は分子結晶(CO₂分子がファンデルワールス力で集合)です。CO₂は分子内は共有結合ですが、結晶としては分子結晶に分類されます。

まとめ — 化学結合・結晶で押さえるべき5つのポイント

  • イオン結合 — 陽イオン+陰イオン(クーロン力)。固体で絶縁、水溶液で導電
  • 共有結合 — 電子対を共有。ダイヤモンド=共有結晶(超高融点)
  • 金属結合 — 自由電子。導電性・展延性・金属光沢
  • 水素結合 — F,O,Nに結合したHが隣の分子と引き合う(水の高沸点の理由)
  • CO₂は分子結晶(分子内は共有結合でも、結晶としては分子結晶)

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