粒子、結合および塊状物性の性質
導入済み| English | 意味 |
|---|---|
| ionic bond/aɪˈɒnɪk bɒnd/ | イオン結合 |
| delocalized electron/dɪˈlɒkəlaɪzd ɪˈlektrɒn/ | 非局在電子 |
この観察を説明する要因は何か？
- 塩化ナトリウム結晶は水に溶けた時だけ電気伝導性を示し、固体の時は示さない。イオンは両方の状態に存在するが、移動能力だけが変化する。
- まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。
モデルを構築する
- イオン結合とは、電荷の異なるイオンの間の静電的引力である。共有結合は電子の共有によって形成される。金属結合は正の金属イオンと自由電子の間の引力である。
- イオン結合：電荷の逆異号を持つイオンの間の引力；非局在電子：特定の原子や結合に限定されない電子。
融解塩化ナトリウムはなぜ電気を導くのか。
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塩化ナトリウムはイオン性化合物であり、融解すると格子内のイオンが自由になり電荷を運ぶことができる。固体中ではイオンが固定されているため導通せず、中性分子や自由電子となる原子も存在しない。
各専門用語を正確な意味と対応させよ。
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関連する物理量やプロセスを区別するために定義を使用せよ。
これを検証できる証拠を選ぶ
- 塊の性質を説明するには、構造、粒子、力、移動可能な電荷キャリアを列挙する。単純分子性物質は、分子内に強い共有結合を持ちつつも、分子間に弱い引力を持つことがある。
- 融点、固体および溶融時の導電性、溶解度などの証拠を用いて物質を比較する。単一の性質だけで構造を断定することは稀であり、複数の証拠のパターンを用いるべきである。
この場合、調査やモデルをより妥当にする2つの習慣は何か。
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条件や仮定を明記することで他者が正確に再現でき、根拠となる証拠を記録することで結論を検証できます。相反する結果を隠すと、誤った結論を疑う証拠を失いますし、単一の測定でより広い主張を成立させることはできません。
既知の量から始める
- 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
- 既知：ある元素の原子番号は12、質量数は24である。陽子数 = 12；中性子数 = 質量数 − 原子番号 = 24 − 12 = 12。2+イオンの電子数 = 12 − 2 = 10。電荷の変化は電子数を変えるが、原子核には影響しない。
ある原子の原子番号は17、質量数は35である。中性子の数を求めよ。同じ手順を用いる：既知量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。
ある原子の原子番号は17、質量数は35である。その中性子の数を求めよ。
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結果は 18 である。既知：原子番号 17、質量数 35。中性子数 = 質量数 − 原子番号 = 35 − 17 = 18。この原子は 17 個のプロトンと 18 個の中性子を持ち、電子数を変化させればイオンになるだけで、原子核自体は変わらない。
結論とその限界を確認する
- 単純分子性物質を融解させる際、通常は分子間引力が克服されるのみであり、各分子内のすべての共有結合を切断する必要はない。
- 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。
すべての共有結合物質は融点が低い。この主張は誤りである：ダイヤモンドや二酸化ケイ素などの巨大共有結合物質は、構造全体で共有結合を切断する必要があるため、融点が非常に高い。融点が低いのは、分子間力のみ overcoming される単純分子物質である。
粒子、結合および塊の性質：塊の性質を説明するには、構造、粒子、力、移動可能な電荷キャリアを列挙する。単純分子性物質は、分子内に強い共有結合を持ちつつも、分子間に弱い引力を持つことがある。
すべての共有結合性物質は低い融点を持つ。
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ダイヤモンドや二酸化ケイ素のような巨大共有結合物質は、構造全体で共有結合を切断する必要があり、融点が高い。低融点は、分子間力のみを克服すればよい単純分子性の物質に特徴的である。
異符号イオン間の引力：専門用語を書きなさい。
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イオン結合とは、反対電荷を持つイオンの間の引力を意味する。