同位体と原子の構造 想定問題 2
原子とイオンに関する次の記述のうち,最も適切なものはどれか。ただし,イオンの記号(+や−)がついていないものは,電荷のない原子とする。原子番号は,C:6,N:7,O:8,Na:11,K:19,Ca:20 である。
解説
ポイント
質量数と原子番号から中性子・電子の数を出し,同位体・同素体やイオンについて判断する問題です。
考え方と解き方
中性子の数 = 質量数 − 原子番号です。電荷のない原子の電子の数は陽子の数と同じで,陽イオンはそれより少なくなります。
①:14C の中性子は 14 − 6 = 8個,14N は 14 − 7 = 7個。等しくないので誤り
②:12C と 13C は原子番号が同じで中性子の数が違うので,同位体。同素体ではないので誤り
③:Na の陽子は11個。Na+ は電子を1個失っているので,電子は 11 − 1 = 10個。誤り
④:16O と 18O はどちらも原子番号8なので,電子はどちらも8個。誤り
⑤:39K の中性子は 39 − 19 = 20個,40Ca は 40 − 20 = 20個。等しいので正しい。答えは ⑤
ほかの選択肢
①(質量数が等しい):質量数が同じでも原子番号が違えば,中性子の数は違います。
③(電子11個):11個は,電荷のない Na 原子の電子の数です。Na+ は10個です。
覚えておくこと
- 中性子の数 = 質量数 − 原子番号。電荷のない原子では,電子の数 = 陽子の数(テキスト・覚えること)
- 陽イオン(+)は電子を失った分だけ電子が少なく,陰イオン(−)は電子が多い。例:Na+ の電子は 11 − 1 = 10個(テキスト・覚えること)
- 同位体を「同素体」と言いかえた選択肢は誤り(同素体は単体の話)(テキスト・ひっかけ)
- 質量数が同じでも,原子番号が違えば中性子の数は同じではない(14C は 8個,14N は 7個)(テキスト・ひっかけ)
類似する過去問:令和5年度 基礎科目 I-4-1、平成28年度 基礎科目 I-4-2
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