| Ｄ０１ 原子と分子の構造と性質 この問題の努力目標 全て覚える 技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。（問題）が記されている部分はその引用である。 問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。 技術士第一次試験の問題 問題番号が赤字のものは、ボーナス問題 原子の構成 Ｈ２８年 Ⅰ－４－２ 周期律と物性 Ｈ１８年 Ⅰ－４－１ 水素の性質 Ｈ１６年 Ⅰ－４－４ ハロゲンの性質 Ｈ２１年 Ⅰ－４－１ 分子の構成元素 Ｈ１６年 Ⅰ－４－３ 分子の形 H２２年 Ⅰ－４－１ 価電子の数 Ｈ１７年 Ⅰ－４－２ 化学結合の種類 Ｈ１７年 Ⅰ－４－１ 原子の構成 Ｈ２８年 Ⅰー４－２ 正答： ④ （解答） 元素記号の左横に２つの数字が並ぶが、下が原子番号、上が質量数である。 原子番号は陽子の数、質量数は陽子＋中性子の数、そして原子が中性である（荷電していない）ならば電子の数＝陽子の数である。 ① ４０－２０≠４０－１８ ② ３５－１７≠３７－１７ ③ 全くの無関係 ④ 電子の数＝陽子の数＝原子番号 従って、１７＝１７は正しい。 ⑤ これを同位体という。同素体とは、たとえば炭素でいうと、グラファイト、ダイヤモンド、フラーレンの関係。 周期律と物性 Ｈ１８年 Ⅰ－４－１ 正答： ④ （解答） 「原子番号が１つ増すと，原子量も同様に１つ増える。」は誤り。 原子量は１２Ｃを基準に決められた質量の相対値であるので、実数であって整数とは限らない。 同位体が存在するので、このルールは当てはまらない。例えば、１Ｈ→３Ｈｅ、１Ｈ→４Ｈｅなど。 「最も左の列に属するアルカリ金属には，イオン化エネルギーが大きなものが多い。」は誤り。 「原子番号が近接している非金属元素同士は，その化学的性質が類似している。」は誤り。 縦の列が同じ元素同士は価電子数が等しく，化学的性質が類似しているものが多い。 「常温において固体の元素は，原子番号が大きくなるほど，密度が増大する傾向にある。」は誤り。 水素分子は、常温常圧で無色無臭の気体である。 水素イオンは、常温常圧の水中で平衡によって生じる。 水素原子は、水分子の構成要素であり、酸素原子１個に対して２個結合している。 水素原子には、質量数1、２及び３のものが存在し、いずれも陽子１個を含む。 「水溶液中の水素分子の濃度の指標として、ｐＨが用いられる。」は誤り。 ハロゲン原子の電気陰性度は大きいものからＦ、Ｃｌ、 Ｂｒ、Ｉの順である。
相手から電子を取る力 相手は酸化される ２．ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩのｐＫａ値は英語版Ｗｉｋｉｐｅｄｉａから得た 分子の構成元素 Ｈ１６年 Ⅰ－４－３ 正答： ① （解答） フラーレン Ｃ６０、 酸化チタン（Ⅳ） ＳｉＯ２、メタノール ＣＨ３ＯＨ、 石灰岩 ＣａＣＯ３、 石英ガラス ＳｉＯ２ 石灰岩（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ） 炭酸カルシウム（CaCO3、方解石または霰石）を５０％以上含む堆積岩。 大理石（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ） 大理石（だいりせき）とは、石灰石を源岩とする変成岩（結晶質石灰岩）の石材としての一般的な呼称である。大理石は古代より建築や彫刻に使われている。 炭素の同素体には（炭素、Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ） ダイヤモンド、グラファイト、ロンズデーライト、フラーレン、カーボンナノチューブがその構造の図示と共に特徴が記載されている。 分子の形 H２２年 Ⅰ－４－１ 正答： ④ （解答） 分子の形と分子の極性（双極子モーメント）をＷｉｋｉｐｅｄｉａより抜き出した。分子が対称性を持っていればその分子に極性はない。二酸化硫黄（ＳＯ２）は曲がった構造をしているので、分子が極性を持っている。 分子の持つ極性は双極子モーメントで表され、その単位はデバイ（Ｄｅｂｙｅ、１０－１８ｅｓｕ・ｃｍ）である。大きさ４．８０×１０－１０ｅｓｕ（電子の持つ電荷）の二つの電荷が０．１ｎｍ（１Å）の距離はなれているとき、４．８０×１０－１８ｅｓｕ・ｃｍ（４．８０デバイ）の双極子をもつという
価電子の数 Ｈ１７年 Ⅰ－４－２ 正答： ② （解答）
電子殻内に入る電子数は、Ｋ殻が2個、Ｌ殻が8個、Ｍ殻が１８個です。原子番号が増えるにつれ、電子化Ｋ殻、Ｌ殻、Ｍ殻と電子が順番に埋まっていき、このＫ殻とＬ殻の合計で１０個までの電子を収容することができます。示された元素記号の左下に振られているのが原子番号です。元素を構成する陽子の数を表しています。元素が中性であればこの陽子と同じ数の電子が存在します。Ｍ殻上に存在する電子の数は、 Ｍ殻上の電子の数＝原子番号－１０－価電数
で計算します。
となります。 化学結合の種類 Ｈ１７年 Ⅰ－４－１ 正答： ⑤ （解答） イオン結合 － 静電引力 － 塩化ナトリウム 共有結合 － 共有電子対 － 二酸化ケイ素 金属結合 － 自由電子 － カルシウム 水素結合 － 極性 － フッ化水素 「配位結合 － 非共有電子対 － グラファイト」は誤り。 原子、イオン、分子間（場合によっては、同一分子の中の異なる原子団の間）に働く引力または反発力[2]の中で、次に挙げる物理的起源をもつ相互作用のものを総称する。 グラファイト（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ）
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