原子の構造・電子配置・周期表 ── 問題
基礎
- 鉄 ⁵⁶Fe（原子番号 26、質量数 56）の原子に含まれる中性子の数はいくつですか。
- 原子番号 8 の元素 O の電子配置（K 殻・L 殻・M 殻・N 殻の順）はどれですか。 （ア 1, 7 イ 2, 6 ウ 2, 5 エ 2, 7）
- 次の元素が属するグループはどれですか。 Br （ア ハロゲン（17 族） イ アルカリ金属（1 族） ウ 貴ガス（18 族） エ アルカリ土類金属（2 族））
- 同位体について正しいものはどれですか。 （ア 同じ元素の単体で性質が異なるもの イ 電子の数が異なる原子どうし ウ 陽子の数が同じで中性子の数が異なる原子どうしで、化学的性質はほぼ同じ エ 陽子の数が異なる原子どうし）
- 現在の周期表の元素の並び順として正しいものはどれですか。 （ア 質量数の順 イ 原子番号（陽子数）の順 ウ 発見された順 エ 原子量の順）
標準
- 原子番号 20 の元素 Ca がイオンになるとき、どのようなイオンになりますか。 （ア 2 価の陽イオン Ca²⁺ イ 1 価の陰イオン Ca⁻ ウ 2 価の陰イオン Ca²⁻ エ 1 価の陽イオン Ca⁺）
- Ne（原子番号 10） の価電子の数はいくつですか。
- イオン化エネルギーについて正しいものはどれですか。 （ア 電子 1 個を受け取るときに放出するエネルギー イ 大きいほど陽イオンになりやすい ウ 原子から電子 1 個を取り去るのに必要なエネルギーで、小さいほど陽イオンになりやすい。貴ガスが最大、アルカリ金属が最小 エ 同じ周期では左ほど大きい）
- 貴ガス（18 族）の性質として正しいものはどれですか。 （ア 二原子分子として存在する イ 価電子が 0 で安定しており、他の原子と結合しにくく、単原子分子として存在する ウ 価電子が 8 で反応しやすい エ 1 価の陰イオンになりやすい）
発展
- Na⁺、Mg²⁺、F⁻、O²⁻ に共通することとして正しいものはどれですか。 （ア 電子の数が 11 である イ 陽子の数が同じである ウ 同じ元素のイオンである エ ネオン Ne と同じ電子配置（2, 8）である）
- 遷移元素について正しいものはどれですか。 （ア 13〜18 族の元素で、非金属が多い イ 18 族の元素で、反応しにくい ウ 1・2 族の元素で、水と激しく反応する エ 3〜12 族の元素で、すべて金属。となり合う元素どうしの性質も似ている）
原子の構造・電子配置・周期表 ── 解答
基礎
- 30 中性子数 ＝ 質量数 − 原子番号 ＝ 56 − 26 ＝ 30。陽子数 ＝ 電子数 ＝ 26。
- イ 2, 6 電子は K 殻（2 個）→ L 殻（8 個）→ M 殻の順に入る。M 殻に 8 個入ると次は N 殻（K・Ca）。答え：2, 6。
- ア ハロゲン（17 族） 1 族（H 以外）アルカリ金属、2 族アルカリ土類金属、17 族ハロゲン、18 族貴ガス、3〜12 族遷移元素。答え：ハロゲン（17 族）。
- ウ 陽子の数が同じで中性子の数が異なる原子どうしで、化学的性質はほぼ同じ ¹²C と ¹⁴C、³⁵Cl と ³⁷Cl など。同素体（ダイヤモンドと黒鉛）と混同しない。
- イ 原子番号（陽子数）の順 メンデレーエフは原子量順で作ったが、現在は原子番号順。
標準
- ア 2 価の陽イオン Ca²⁺ 価電子 1・2・3 の原子は電子を放出して 1・2・3 価の陽イオンに、価電子 6・7 の原子は電子を受け取って 2・1 価の陰イオンになり、貴ガスと同じ電子配置になる。答え：2 価の陽イオン Ca²⁺。
- 0 価電子 ＝ 最外殻電子の数（貴ガスは 0）。同じ族は同じ価電子数。答え：0。
- ウ 原子から電子 1 個を取り去るのに必要なエネルギーで、小さいほど陽イオンになりやすい。貴ガスが最大、アルカリ金属が最小 同周期では右（貴ガス）ほど大、同族では下ほど小。電子を受け取るときのエネルギーは電子親和力。
- イ 価電子が 0 で安定しており、他の原子と結合しにくく、単原子分子として存在する 最外殻電子が 8（He は 2）で安定。価電子は 0 と数える。
発展
- エ ネオン Ne と同じ電子配置（2, 8）である Na（11 個）が 1 個放出、Mg（12）が 2 個放出、F（9）が 1 個受け取り、O（8）が 2 個受け取ると、いずれも電子 10 個 ＝ Ne 型。
- エ 3〜12 族の元素で、すべて金属。となり合う元素どうしの性質も似ている 遷移元素は最外殻電子が 1〜2 個で、内側の殻に電子が入っていくため横に並んだ元素も似る。
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