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化学 高校生

有機化学の質問です! (2)について質問です 例えば(a)とかは単結合だから回転させたら同じになると思うんですけどどうして違う物質なんですか? どなたか教えてほしいです🙇

問題 2 メタン分子の4つのC-H結合がすべて等価であるとすると次の3種の立体 2, 構造 (a) 正方形, (b)正四角すい, (c)正四面体が考えられる。 下の問いに答えよ。 H CD A (a) (b) (c) メタンと塩素の混合物に光を照射すると, メタンは A,B,C,D の順に塩素 化される。この塩素置換体 A,B,C,D の名称をそれぞれ記せ。 (2) メタンの塩素二置換体Bが, (a), (b), (c) と同様の構造をとるとしたとき、異 性体はそれぞれ何種類あるか。 (H 解説 アルカンの分子構造 2 (1) アルカンには不飽和結合が存在しないので付加反応は起こらず、光の存在下でハロゲン と置換反応を行う。 メタンと塩素の混合物に光(紫外線)を当てると, メタンの原子がCI 原子によって次々に置換され、種々の塩素置換体の混合物を生成する。 Sol12-1 CH4 → CH3CI CHECK クロロメタン(A) (塩化メチル) これらの反応は次のしくみで起こる。 CH₂Cl₂ CHCla CCl4 ジクロロメタン(B) トリクロロメタン (C) テトラクロロメタン(D) (塩化メチレン) (クロロホルム) (四塩化炭素) 解答 2 (1) A クロロメタン (2) (a)2種類 光 ① Cl2 → 2C1 ② CH + Cl →•CH + HCI ③ CH3 + Cl2 → CH3Cl + Cl• 光エネルギーにより CI-C1 結合が開裂して塩素原子 CI ができると ② ③ 式の反応が繰 り返し起こる。 このような反応を連鎖反応という。 (2) メタンの塩素二置換体として考えられる立体 構造の数を調べると, (a) 正方形では2種類. (b) 正四角すいでは2種類考えられるが, (c)正四 面体では1種類である。 なお、 実際は、Bには 異性体が存在しないことから. メタンは(c) の正 四面体構造をとることがわかる。 POINT 12-1 CHECK (a) C-C-H CL-C-CL 異なる化合物 (b)2種類 (c) 1種類 (b) HC HCI 異なる化合物 H CT .Cl. CI. (c) CL-CH=H-C-H 同じ化合物 ジクロロメタン C トリクロロメタン Ⅱ テトラクロロメタン 2 脂肪族炭化水素 12 145

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化学 高校生

単位格子がよく分かりません。 問題の図1が単位格子のようなのですが、図2が単位格子なのでは?と思ってしまいます。 なぜ図1なのか教えていただきたいです!

8-1 物質の構成粒子とその結合 7.炭素の同素体 炭素の同素体に関する以下の文章を読み, 問いに答えよ。ただし, 数値で答える問い には,有効数字2桁で答えよ。(/2 =1.41, /3 =1.73) 同素体Aは, 非常に硬く, その結晶は 透明である。電気を通さないが, 熱伝導 は非常によい。Aの結晶では, 図1に示 すようにある炭素原子に隣接する 4つの 炭素原子が正四面体を形成するように結 合しており,立方体の単位格子をもつ。 a 0.356 nm 単位格子の立方体の一の体積をもつ小 図1 図2 さな立方体(図 2)に着目すると, その頂点に4つの炭素原子が存在し, 立方体の中心に 炭素原子が存在している。 一方,別の同素体であるBは黒色で軟 らかく,電気をよく通す。 Bの結晶では, 図3のようにある炭素原子が他の3個の 炭素原子と正六角形の網目状の平面構造 を作るように結合し, その層が重なった 構造をもつ。隣り合う層は交互にずれて いる。網目状の平面内の隣接する炭素原 子間の距離は 0.14nm であり, Aの炭素原子間の距離と近い。一方,隣接する層の炭素 原子間の最近接距離は 0.34nm であり, 平面内の距離に比べて大きい。 また, 別の同素体のフラーレンの一つ である Ceo の分子は, 図 4のように炭素 の六員環と五員環からなるサッカーボー ルと同様な形をしている。Ceo 分子内の 隣接する炭素原子間の距離は, 平均する と 0.14nm である。そして, C60 の結晶 は図5のように立方体の単位格子をもち, 立方体の頂点と面心の位置に Coo 分子が配置している。 ただし, 図 5では, Ceo 分子を球 と仮定して描かれている。 (a) A, Bに当てはまる炭素の同素体の名称を, それぞれ答えよ。 (b) Aの単位格子の一辺の長さをaとして, aを使って隣接する炭素原子間の距離を表 せ。次に a=0.356nm としてその距離を求めよ。 (c) Coo の結晶の単位格子の一辺の長さを apとし, apを使って隣接する 2つの Cao分 子の中心間距離を表せ。 次に ap=1.41nm としてその距離を求めよ。 (d) Ceo 分子を球として近似するとその直径は0.71nm となる。隣接する 2つの C6o 分 子の中心を結んだ直線と球面が交わる位置に炭素があると仮定して, 隣接する Ceo 0.34 nm 図3 図4 1.41 nm 図5

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