化学結合・結晶構造ミニテスト10問｜イオン・共有・分子間力

正解：（1）陽イオンと陰イオンの電荷間に働く静電引力を中心とする結合

IUPACは、厳密には陽イオンと陰イオンの電荷間の静電引力として説明します。一方、実在の結合には共有結合性も混ざり得るため、常に純粋な二分法で扱えるわけではありません。

正解：（1）電子の共有に少なくとも一部由来する核間の高い電子密度が引力を生む

共有結合の強さは結合する原子、結合次数、分子構造などで変わります。「共有結合は他の結合より常に強い」という一律の順位づけはできません。

正解：（1）価電子が結晶全体に非局在化し、導電性や展性・延性の理解につながる

金属の価電子が特定の原子間だけに局在しないモデルにより、導電性や変形しやすさを説明できます。ただし融点、硬さ、反応性は金属ごとに大きく異なります。

正解：（1）電気陰性な原子に結合したHが別の受容部位と相互作用し、分子間にも分子内にも生じ得る

初学ではN-H、O-H、F-HとN・O・Fの組合せを中心に学びますが、それだけを絶対条件にはしません。また、水素結合は異なる分子間だけでなく同一分子内にも生じます。

正解：（1）NaCl＝イオン結晶、ダイヤモンド＝共有結合の結晶、CO₂(s)＝分子結晶、Cu＝金属結晶

分類では結晶を構成する粒子と、粒子間を主に支える結合・相互作用を確認します。分子内の結合と、固体中で分子同士をまとめる相互作用を混同しないことが重要です。

正解：（1）固体ではイオンが格子位置に固定され導電しにくいが、融解状態では移動して導電する

イオンが移動できることが導電の鍵です。水溶液でも、物質が十分に溶けてイオンが移動できれば導電しますが、すべてのイオン結晶が水に十分溶けるわけではありません。

正解：（1）どちらも炭素の同素体だが結合・結晶構造が異なり、黒鉛には電気を流しやすい方向がある

「共有結合の結晶はすべて電気を通さない」と一括しないための代表例です。黒鉛は層内に非局在化した電子を持ち、構造に由来する異方的な性質を示します。

正解：（1）分子を単位とし、分子間相互作用で結晶をつくる。比較的低融点の傾向はあるが物質ごとに確認する

分子間相互作用は共有結合などの分子内結合より弱いことが多く、低融点・昇華性などの傾向につながります。ただし水素結合、分子形状、結晶充填などで性質は変わります。

正解：（1）双極子-双極子、双極子-誘起双極子、London分散力などを含む

London分散力は無極性分子間にも働き、極性分子間の力の成分にもなります。「分子量だけ」で強さを決めず、分極率、形状、接触面積なども考えます。

正解：（1）CO₂分子内は共有結合で、固体はCO₂分子を単位とする分子結晶

一つの物質でも「分子内の結合」と「結晶中で構成粒子をまとめる相互作用」は別に整理します。CO₂の分子内は共有結合、固体中の分子間には主に分散力が働きます。