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化学基礎 教科書の解説
〔分子の極性〕

$F \gt O \gt N \gt ...... \gt H$(非金属)
無極性分子
$H_2,Cℓ_2,CH_4,CO_2$
極性分子
$HCℓ,H_2O,NH_3$

問題文全文(内容文)：
図は、物質の三態と三態間の変化を示したものである。次の各問いに答えよ。
(1)①～⑥の状態変化の名称をそれぞれ記せ。
(2)⑤、⑥の状態変化をしやすい物質の物質名を1つ記せ。
(3)同じ質量、同じ圧力下にある固体・液体・気体のうち、密度が最も小さい状態はどれか。

問題文全文(内容文)：
$1mol$あたりの分子数は,実験で求めることができる。
その簡単な測定方法の 1 つに単分子膜法がある。
ステアリン酸 $C_{18}H_{36}O_2$(分子量 284)は,
疎水性の部分と親水性の部分をもつ分子である。
ステアリン酸を,シクロヘキサンなどの蒸発しやすい液体に
溶かし,水面に滴下すると,シクロヘキサンが蒸発したのち,水面では,ステアリン酸分子が親水性の部分を下にして密に並び,分子 1 層からなる単分子膜をつくる。
ステアリン酸 $35.5mg$ をシクロヘキサンに溶かして,全体を $100mL$にした。
この溶液$0.20mL$を水面に滴下したところ,
やがてシクロヘキサンが蒸発してステアリン酸分子が水面に広がり,面積が$330cm^2$の単分子膜ができた。
単分子膜におけるステアリン酸1分子が占有する面積を$s cm^2$として,ステアリン酸$1.00mol$あたりの分子数を$s$を用いて表せ。
また,求める過程も示せ。
$100mL$シクロヘキサン溶液のうち$0.20mL$が実験に使用されたので,シクロヘキサン溶液$0.20mL$溶液中のステアリン酸の質量は,$35.5mg \times \displaystyle \frac{0.20}{100}=0.071mg$、,物質量に直すと$\displaystyle \frac{0.071 \times 10^{-3}g}{284g/mol}=2.50 \times 10^{-7}mol$これが単分子膜 $330cm^2$ に相当する。
$1.00mol$のステアリン酸単分子膜の面積は$330cm^2 \times \displaystyle \frac{1.00}{2.50 \times 10^{-7}}=1.32 \times 10^9cm^2$1 分子あたりs〔cm2〕であるので,分子の数は$\frac{1.32 \times 10^9}{s}$(答)で表される。

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結果に基づき、$\ce{Co^{3+}}$を$0.0100\,\rm{mol}$ 含む$A$をはかり取り、丸底フラスコに入れ、図1に示すように、$A$中から$\ce{NH3}$を完全に発生させるために 十分な体積の$6\,\rm{mol/L}$ 水酸化カリウム$\ce{KOH}$水溶液を加えて煮沸した。
このとき、発生した水蒸気とともに$\ce{NH3}$を$1.00\,\rm{mol/L}$の希硫酸$35.0\,\rm{mL}$にすべ て吸収させた。$\ce{NH3}$を吸収した希硫酸に適切な指示薬$B$を加え、$1.00\,\rm{mol/L}$ の水酸化ナトリウム $\ce{NaOH}$水溶液を使って滴定した。

結果Ⅱ 指示薬$B$の変色には$20.00\,\rm{mL}$の$\ce{NaOH}$水溶液が必要であった。

結果Ⅱから、一つの$\ce{Co^{3+}}$に配位結合している$\ce{NH3}$の数はいくつになるか。
最も適当な数値を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。
ただし、Aに含 まれている$\ce{NH3}$はすべて$\ce{Co^{3+}}$に配位結合しており、$\ce{NH3}$は$A$が分解された後、すべて希硫酸に吸収されたものとする。
※図は動画内参照

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化学基礎・化学　2022年度版
化学基礎の基礎用語・化学結合をまとめました。