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(1)
それぞれの電子殻の入る最大数をまず思い出してみましょう。
最も内部のK殻は2個、一つ外側のL殻は8個、更に一つ外側のM殻は18個。
最大収容数は恐らく式としては以下のように習っていると思います。
2n^2(nの2乗かける2)
K殻ではn=1とし、L殻ではn=2と一つずつnはは増えていきます。
さて、この知識を基に考えると、Heは2個(K2)、Neは8個(K2L8)です。
違いますね。
他の元素やイオンについても考えてみましょう。
Hは1個(K1)で、Liも1個(K2L1)ですね。
Oは6個(K2L6)で、Sも6個(K2L8M6)です。
Arは8個(K2L8M8)、K+も8個(K2L8M8)です。
F-は2個(K2)、Na+も2個(K2)です。
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(2)
aは窒素ですね。N2の結合様式はよく出るので覚えておきましょう。
N2は三重結合をしているので共有する価電子数は3個です。
簡易的に何重結合か導出する方法としては、以下の考え方があります。
最外殻電子数が5個で、L殻には同じくらいのエネルギー準位の枠が4つあります。
それぞれの枠には2個ずつ電子が入れますが、基本的には1個で入れるなら1個で入るのがエネルギー的に安定します。
つまり5個あるなら1枠は2個の電子が埋まるけど、他の3枠にぼっち電子が存在する感じです。
ぼっち枠の数が不対電子の数です。
Nの不対電子は3個なので、N2でそれぞれ3つずつ不対電子を共有して、枠を埋めるのです。
不対電子の数を簡単に求めるなら以下の式になります。
不対電子数＝最外殻電子数-{2×(最外殻電子数-4)}
※あくまでも簡易的なもので、元素番号が大きくなってM殻が8個埋まった後からは、当てはまらない元素が増えてくるので、注意しましょう。
これはN殻の1個目と2個目の方が、M殻の9個目よりもエネルギーが安定しているため、M殻に18個も入れるにもかかわらず、一度8個で打ち切って、9個目10個目はN殻に電子を持って行ってしまうことが原因です。
例:K(K2L8M8N1),Ca(K2L8M8N2),Sc(K2L8M9N2)
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(3)
ドライアイスはCO2の固体です。
CO2の分子量は44g/molです。これは与えられた値から計算して求めてもいいですが、覚えておいた方が後々楽です。
また、1L=1000cm^3です。当たり前な話ではありますが、これは絶対に覚えておきましょう。
22.4L/mol
ドライアイスの密度1.6g/cm^3
面倒なのでLに変えておきましょう。
1600g/L
これらを使えば求められますね。
アボガドロ数は使いません。
44g/mol÷1600g/L=0.0275L/mol
これがドライアイス(CO2の固体)の1molあたりの体積です。
標準状態の気体はどんな成分の気体でも22.4L/molですから、22.4÷0.0275=814.5454...倍となります。
(2)について三つずつ共有するので、共有するのは計6個ですね。
紛らわしくて申し訳ありません。