2009年 京都大学
(4問題 100 点)
試験時間 教育 (理系) 90分、 その他二科目で 180分 ◆解答方式 記述式
化学問題 I
次の文(a),(b)を読んで, 問1~問6に答えよ。 解答はそれぞれ所定の解答欄に
記入せよ。ただし, 問題文中のLはリットルを表す。
(a) 分子の電子式は最外殻電子の配置を示すが, 元素記号のまわりに電子対をただ
平面的に並べただけであり, 実際の分子の構造を直接反映しているわけではな
い。しかし, 電子式から分子の構造を推測することができる。電子対は互いに反
発しあうため,その反発力が最小となる分子構造をとると仮定する。例えば, ア
ンモニアでは, 窒素原子のまわりに3組の共有電子対および1組の非共有電子対
が存在することから, 図1に示すように, 4組の電子対が窒素原子を中心とする
四面体形の頂点方向に位置する。そのため, 分子の構造は三角錐形となる。水の
組の共有電子対と
場合,酸素原子のまわりに
ア
イ
組の非共有電
組の電子対が存在することから, 分子の構造は
エ
子対による
ウ
形となることが推測される。 また, 二重結合や三重結合を有する分子の構造を推
測するときには, これらの結合は1組の電子対とみなしてよい。 したがって, ニ
酸化炭素では,炭素原子のまわりには非共有電子対がなく, 二重結合が2組存在
することから,分子の構造が
オ
形となることが予想できる。
さて,酸素 O:とオゾンO3について考える。 酸素分子を電子式で表すと, 1
つの酸素原子の最外殻電子は
カ
個なので,酸素分子として
キ
個
ク
組の電子対を共有
の最外殻電子を配分することになる。 したがって,
ケ
重結合が生じる。一方, オゾンは環状構造をとらず鎖状構造であ
する
り,その電子式は,
A
のようになる。
