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白リン 赤リン 黄リンについて質問させてください

wiki(http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%B3)ではそれぞれの定義を

「白リン (P4) は四面体形の分子からなり~~」

「赤リンは紫リンを主成分とする白リンとの混合体」

「黄リンは同素体とされていたが、黄色は白リンの表面が微量の赤リンの膜で覆われたもので、融点沸点などの物理的性質は白リンに準じ、同素体ではない」

「白リン、赤リンはリンの同素体」「黄リンはリンの同素体ではない」
としています


さて、黄リンに関する記述に疑問はありません
同素体であるには単体あるはず、記述によると黄リンは混合物ですから
同素体であるわけがありません

白リンにも特に疑問点はありません

しかし赤リンの「赤リンは紫リンを主成分とする白リンとの混合体」
との定義が意味不明です
「混合体」という言葉は聞いた事がありませんし
仮に混合物のことを混合体と言っていると考えたとしても
「赤リンはリンの同素体である」という記述と矛盾します
(同素体であるには単体でなければいけない)

白リン、赤リン、黄リンの正確な定義を教えてください

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A 回答 (1件)

リンの同素体、確実なもの。


 白リン:比重 1.83, 立方晶
 紫リン:比重 2.36, 単斜晶
 黒リン:比重 2.69, 斜方晶

リンの同素体、あやしいもの。
 黄リン:白リンの別名。精製直後の白リンはその名の通り白色だが、すぐに表面が黄ばんでくるのでこの名がある。
 赤リン:紫リンより少し小さい比重をもつ。結晶化することもできるが、ふつうはアモルファス。

----------
無定形炭素とゴム状硫黄をそれぞれ炭素と硫黄の同素体に含めていいのなら、赤リンもリンの同素体に含めていいんじゃないかな。
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Qリン(P&P4)について

十酸化四リン→P4O10 (分子式)
五酸化二リン→P2O5  (組成式)

P4(黄リン)→分子式
P(赤リン)→組成式

となっていますが、分子式は常温で気体のものですよね?
どうしてあの室内に置いておくだけで危険な黄リンは固体なのに分子式なのですか?

十酸化四リンも五酸化二リンも同じ物質で固体なのに分子式が使われるのですか?

理科に強い方、どうか教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

> 分子式は常温で気体のものですよね?

常温で固体なのに分子からできているものも、たくさんあります。分子からできている結晶のことを、分子結晶(または分子性結晶)といいます。

気軽に観察できる分子結晶の例としては、グラニュー糖があります。グラニュー糖は分子式C12H22O11のスクロース分子からなる結晶です。


> どうしてあの室内に置いておくだけで危険な黄リンは固体なのに分子式なのですか?

黄リン(白リン)はP4分子からできた結晶です。ですので分子式を使います。固体中でもP4どうしが結合していないことは、実験的に明らかにされています。また、黄リンの融点が44℃と低いことからも、P4どうしが結合していないことが推測できるのではないかと思います。黄リンは、P4分子どうしに働く分子間力(ファンデルワールス力)によって、常温で固体の状態を保つことができます。

赤リンの固体中では、リン原子がとても複雑につながりあっているので、簡単な分子式で赤リンを表すことはできません。ですので組成式を使います。


> 十酸化四リンも五酸化二リンも同じ物質で

少し修正が必要です。正しくは次の通り:五酸化二リンと呼ばれる物質には、分子からできている物質と分子からできていない物質がある。分子からできている物質の分子式はP4O10なので、分子からできている五酸化二リンを十酸化四リンと呼ぶ(こともある)。

分子からできていない五酸化二リンにもいくつかありますけど、そのうちのひとつの構造図が
http://en.wikipedia.org/wiki/Phosphorus_pentoxide#Structure
にあります。

五酸化二リンという物質は存在します。十酸化四リンという名前は、この物質が分子からできていることを強調したいときや、分子からできていない他の五酸化二リンと区別したいときに使います。

ですので、別に強調したり区別したりする必要がない場面では、組成式P2O5で十酸化四リンを表してもかまいません。分子性の結晶では良くあることです。例えば鉄と硫黄の反応式

 Fe + S → FeS

では、左辺の硫黄は分子結晶なので分子式で書くとS8ですが、反応式をいたずらに複雑にするだけなので、ふつうは組成式Sで書きます。それと同じで、例えば十酸化四リンと水との反応式を

 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

と書いても間違いではありません。左辺のP2O5が、分子からできていない他の五酸化二リンではなく十酸化四リンであることを強調したいときには

 P4O10 + 6H2O → 4H3PO4

と書きます。


-----------
固体物質の化学式に組成式を使うか分子式を使うかは、分野/業界による慣習の違いも大きいです。例えば、常温のヨウ素固体は分子式I2の分子結晶ですけど、高校化学の範囲では、固体ヨウ素を含む化学反応式に組成式Iを使うと先生に怒られるんじゃないかと思います。科学的にはわりとどうでもいい話なので、微妙なところは、慣習に従ってください。

> 分子式は常温で気体のものですよね?

常温で固体なのに分子からできているものも、たくさんあります。分子からできている結晶のことを、分子結晶(または分子性結晶)といいます。

気軽に観察できる分子結晶の例としては、グラニュー糖があります。グラニュー糖は分子式C12H22O11のスクロース分子からなる結晶です。


> どうしてあの室内に置いておくだけで危険な黄リンは固体なのに分子式なのですか?

黄リン(白リン)はP4分子からできた結晶です。ですので分子式を使います。固体中でもP4どうしが結合してい...続きを読む

Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q白燐の毒性について

白燐が毒だとはいろいろなところに書いてあるのですが、その毒性や、どのくらい危険なのかが、探しても見つかりませんでした。

具体的に、白燐は、人体にどのような影響を与えるのでしょうかもしよかったらおしえてください。

Aベストアンサー

詳細情報については、以下のサイトが参考になると思います:
http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0628c.html

概略を把握したいという場合は、こちらが簡潔にまとめられているかと:
http://www.jissi.jp/~ops/ops/case/case3/shiryou.html
(キーボードでCtrlキー+Fキーを同時押しして、「白燐」で検索すると見つかります)

なお、白燐そのものの半数致死量(LD50:ある動物に投与したとき、その半数が
死ぬ量)は見つけられませんでしたが、白燐が「毒物」に指定されていることから、
「経口致死量≦30mg/kg」「経皮致死量≦100mg/kg」「吸入致死量≦200ppm」の
いずれかは満たしているものと推測されます:
http://www5b.biglobe.ne.jp/~sanwari/doku.htm

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q危険物取扱資格と毒物劇物取扱資格について

毒物劇物取扱資格の本を読んだのですが、扱う薬品などは

危険物資格とかぶる部分がかなりありました。

大きな違いは危険物資格では気体は扱えない所と毒物資格では石油類を扱えない所くらいですね。

甲種危険物資格を取得しなくても乙4類と毒物劇物資格さえあれば大半の薬品が扱えるのでは

無いでしょうか?


みなさんの意見もお願いします。

Aベストアンサー

両方とも化学系の資格ですからかぶるところは多いんですが、方向性がまず違いますから。

危険物取扱者は消防庁の資格で 自分自身が燃えるか、他の物を燃やすか、または発火しやすい・消火しにくいものの取り扱いにかかわる資格です。

劇毒物は厚生労働省の所管で 人体に大きな影響を与える毒性を持ったものの取り扱いの資格です。
だから、場合によっては「両方の資格がいる」ことになります。

硝酸とかフェノールみたいにどちらでも規制されるものもありますが、「消防の規制」「劇毒物としての規制」両方をクリアしなくてはいけません。(試験で出る法規は全く内容が異なります)

たとえば大量の硫黄の保管は乙種六類か甲種が必要です(劇毒物でないので、劇毒は不要)

あと、劇毒は「責任者」資格なので、事業所に一人いれば全員が資格持っている必要はありません。
危険物は取り扱う人間が持っているか、最悪免許持っている人が立ち会わないといけないので意味合いがだいぶ違いますよ。

Q平均分子量

平均分子量についてイマイチわかりません。高校生レベルで教えてください。

Aベストアンサー

>以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。
>モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
これは高校化学で教えています。

みなさんの言うとおり、分子量×割合(分圧)で計算します。
平均分子量は見かけの分子量をあらわすので、その名のとおり、平均値です。
空気の場合は、窒素(分子量28)が78%、酸素(分子量32)が22%とするとこのとおり。
28×0.78 + 32×0.22 = 28.88(平均分子量)

Q活性化エネルギーの求め方が分かりません

ある反応において、35℃における速度定数が25℃の2倍になったという。
この反応の活性化エネルギーはいくらか求めたいのですが、わかりません。
教えてください!

Aベストアンサー

ryota7さんがお答えのように『アレーニウスの式』を利用すれば計算できると思いますよ。

『アレーニウスの式』では速度定数をk、頻度因子をA,活性化エネルギーEa、気体定数R、温度T(絶対温度)、ネピアの定数をeとすると

K=A×eの(-Ea/RT)乗  つまりK=Ae^(-Ea/RT)となります。

ここで、25℃における頻度因子、活性化エネルギーは35℃におけるそれらと等しい(この温度間で変化しない)と仮定します。
そして、25℃の時の速度定数、K(25℃)と35℃の時の速度定数、K(35℃)の比を計算します。

K(35℃)/K(25℃)は、問題の設定から2倍ですから、

K(35℃)/K(25℃)=2=A(35℃)e^(-Ea/RT1)/ A(25℃)e^(-Ea/RT2)となります。

ここではT1は35℃に相当する絶対温度で35+273(k)T2は25℃に相当する絶対温度で25+273(k)です。
また、この式から分かるように頻度因子は約分されてしまいます。

両辺の自然対数(底が10の常用対数ではありません。常用対数を使うのならば換算しなければなりません。)をとると

ln2=(-Ea/RT1)-(-Ea/RT2)

Ea/Rは共通なので

ln2=(Ea/R)(1/T2-1/T1)となります。

ここへT1,T2、Rを代入すればEaは簡単に計算できます。

用いる気体常数の単位に気をつけてください。
私が学生の頃は旧単位系なので1.987を用いていました。

これを用いると計算結果はカロリーで出てきます。
それをキロカロリーに換算して用いていました。
現在はSI単位系つまりKJ/molでないといけないと思いますが、考え方自体は変わらないはずです。

ちなみに、ln2=0.693として計算すると12.6kcal/mol(旧単位系)となりました。

ryota7さんがお答えのように『アレーニウスの式』を利用すれば計算できると思いますよ。

『アレーニウスの式』では速度定数をk、頻度因子をA,活性化エネルギーEa、気体定数R、温度T(絶対温度)、ネピアの定数をeとすると

K=A×eの(-Ea/RT)乗  つまりK=Ae^(-Ea/RT)となります。

ここで、25℃における頻度因子、活性化エネルギーは35℃におけるそれらと等しい(この温度間で変化しない)と仮定します。
そして、25℃の時の速度定数、K(25℃)と35℃の時の速度定数、K(35℃)の比を計算します。

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Qマンガンイオン(2)の色について(大学受験)

マンガンイオンを使った酸化還元反応で、

マンガンイオンは酸性の水溶液に入ると以下のような反応になります。
MnO4-(マンガン酸イオン)+8H++5e-→Mn2+(マンガンイオン)+4H2O
そのときのマンガンイオンの色について質問です。

マンガン酸イオン→赤紫色
マンガンイオン→ほとんど無色

と習いました。

ですが、H2Sと Mn2+(マンガンイオン)が反応すると、MnSの沈殿が生成し、その色はピンクとあります。
そしてこれはMn2+の色だと習った記憶があります。

これは矛盾しないでしょうか。
それともマンガンイオン→ほとんど無色
とあるのは’ほとんど’なので、本当はピンク色っぽいということなのでしょうか。

それともMnSがピンクになるのはMn2+の色のせいではないのでしょうか。私の勉強不足なのですが質問する人がいないため、困っています。どなたかご存知の方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。また説明不足の点があれば補足させていただきますので宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

マンガン(2+)イオンも桃色ですが、非常に薄いので過マンガン酸イオンの赤紫色からの変化としては「ほぼ無色」と教えているのだと思います。

ところで、水溶液中の金属イオンの色と、金属硫化物の色が同じでないのはおかしいとお考えのようですが、この2つは別物と考えたほうがよいです。

というのは、水溶液中の金属イオンは単独のものではなく、金属イオンのまわりに水分子が配位した水和イオンです。ですから水和イオンとしての色を示します。

また、金属硫化物は、金属イオンと硫化物イオンがイオン結合していると単純にいえるものではありません。金属原子と硫黄原子の結合は複雑で、共有結合の性質をかなり有する場合があります(特に遷移元素)。したがって、硫化物の色は独自のものになります。たとえば、水和した銅(2+)イオンは青色ですが、硫化銅は黒色です。


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