No.02 物質と 化学結合 ３ イオンの大きさ イオンの大きさを決定する要素は次の２つが考えられる。 ●外側の殻まで使用したイオンの方が大きい。 ＜ － L 殻まで使用 F- （フッ化物イオン） － M 殻まで使用 Cl- ( 塩化物イオン） ●電子を挿入してできたイオンの殻は膨らみ、取り除いた結果の最外殻は縮む。 － ＜イメージ＞ 無理やり割り込ませたので、 殻が広がってしまう － × ＜イメージ＞ 殻 残った少ない電子で原子核の＋ 殻 からの引力を分け合うので、強 く引かれて縮んでしまう。 この結果、同じ電子配置を取るイオンでも、大きさが微妙に違ってくる。 例えば、イオンになった結果、Ar と同じ電子配置を取るものは下の４種類ある。これらは上記の理由 により微妙に大きさが異なる。 － － × － － S 2- Cl- K Ar － × － × + Ca2+ 原子番号 大きい 結果、＿＿＿＿＿＿＿が小さいほどイオンは＿＿＿＿＿と言える。 この２つの要素が絡み合って実際の大きさが決定されていく。 なので、次の表のように微妙な大小関係となる。 半径 半径 半径 半径 半径 半径 半径 半径 半径 半径 p106～107 [3] イオン化エネルギーとイオン半径 (2) ( ア )～( ウ ) において，その半径が大きい方のイオンをイオン式で記せ。 ( ア ) F －と Na+ ( イ ) Mg2+ と Ca2+ ( ウ ) Cl －と Br － ４ イオン結合と組成式 静電気力 イオン結合 ＋と－は＿＿＿＿＿＿＿＿＿で引き合うので、陽イオンと陰イオンは結合する。これを＿＿＿＿＿＿＿＿＿という。 （別名：クーロン力） Na+ Cl- Na+ Cl組成式 NaCl 単に＿＿＿＿＿＿＿表す。これを＿＿＿＿＿＿＿と呼ぶ。 イオン結合は＋と－のバランスがつりあう様に結合する。 Ca2+ Cl- Cl- Ca2+ ClCl- CaCl2 組成式＿＿＿＿＿＿＿ これらのことを考慮して、次の陽イオンと陰イオンの結合を考えてみよう。 NH4Cl CaCl2 塩化アンモニウム 塩化カルシウム 塩化アルミニウム CaSO4 Al2(SO4)3 硫酸カルシウム 硫酸アルミニウム AlPO4 (NH4)3PO4 リン酸アンモニウム 問 ３ Ca3(PO4)2 AlCl3 リン酸カルシウム リン酸アルミニウム 次のイオンからできる物質の組成式と名称をそれぞれ記せ。 2＋ (1) Na＋と CO2－ と OH － (3) Al3+ ＋と O23 (2) Cu (4) Na＋と HCO3- (5) Fe3+ と SO2－ 4 (1) Na2CO3 炭酸ナトリウム (2) Cu(OH)2 水酸化銅 (Ⅱ) (3) Al2O3 酸化アルミニウム (4) NaHCO3 炭酸水素ナトリウム (5) Fe2(SO4)3 硫酸鉄 (Ⅲ) p106～107 [4] イオン結合 ●次の文中の ( ) に適切な語句や化学式を記入せよ。 酸化カルシウムの結晶において，カルシウムイオンと酸化物イオンは ( ア ) 力によって結合している。こ のような結合を，( イ ) 結合という。( イ ) 結合は，( ウ ) の強い金属元素のイオンと，( エ ) の強い非 金属元素のイオンの間に生じやすい。酸化カルシウムはイオン結晶であり，組成式 ( オ ) で表される。 ( ア ) 静電気 ( クーロン ) ( イ ) イオン ( ウ ) 陽性 ( エ ) 陰性 ( オ ) CaO ５ イオン結晶 構成粒子が規則正しく配列した固体を結晶という。このうち，陽イオンと陰イオンが，イオン結合によって交互に 多数結合してできたものをイオン結晶という。一般に，イオン結晶は，次のような性質を示す。 かたい ●＿＿＿＿＿＿＿が，割れやすい。 高い ●融点の＿＿＿＿ものが多い。 導かない ●固体は電気を＿＿＿＿＿＿＿が，融解して生じた液体 ( 融解液 ) や よく導く 水溶液は電気を＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 やすい ●水に溶け＿＿＿＿＿＿＿ものが多いが，炭酸カルシウム CaCO3 や 硫酸バリウム BaSO4，塩化銀 AgCl などのように 溶けにくいものもある。 塩の結晶からイメージできる ものも多いはず。 ６ イオン結晶の利用 代表的なイオン結晶の塩化ナトリウム（いわゆる塩）は次のように大変有用に利用されている。 アンモニア・ソーダ法 他にも・・・ ●塩化カルシウム（CaCl2） 潮解性 ) が強く， ・無色の固体で，水蒸気を吸収して水溶液になる性質 ( ＿＿＿＿＿ 乾燥剤 ＿＿＿＿＿＿に用いられる。 凍結防止剤 ・冬期には，路面の＿＿＿＿＿＿＿＿＿としても利用される。 ●炭酸カルシウム（CaCO3） ・石灰石や貝殻，卵の殻などの主成分は，炭酸カルシウムである。 ・石灰石は天然に産出し，石材やチョークなどに用いられるほか， セメント ＿＿＿＿＿＿＿＿＿の原料になる。 ・石灰石を加熱して得られる酸化カルシウム ( 生石灰 )CaO は， 乾燥剤などに利用される。このとき，同時に得られる二酸化炭素 CO2 は，固体 ( ドライアイス ) にしたり， 炭酸水素ナトリウム NaHCO3 の製造原料として用いられる
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