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分子式と組成式の分けかたがわかりません

たとえば、「塩化カルシウムは分子式か組成式か」という問題です
調べると、分子でできている物質にしか使えないなどとありますが、そもそも分子でできているのかできていないのかもわかりません

何か、見てすぐわかる方法等、あるのでしょうか。教えてください。よろしくお願いします

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A 回答 (1件)

塩化カルシウムはCa^2+とCl^-がイオン結合によってできた物質だとわかりますから、分子ではありません。



一般的に、金属原子―非金属原子間の結合はイオン結合になることが多く、
金属原子同士は金属結合、非金属原子同士は共有結合をするものが一般的です。

分子とは、複数個の原子が共有結合によって結びつけられてできた一つの粒のことです。
ダイヤモンドの結晶は非常に多くの炭素原子が共有結合しています。
酸素ガスは、酸素原子2つが共有結合したものの集合です。

ダイヤモンドくらいになると炭素原子の個数の差などたいした問題になりません。
12gほどのダイヤモンド結晶1個の分子式はC600000000000000000000000となりますが、
分子中の原子の数を表すことに意義がないので組成式Cを用いて表します。
酸素ガスの分子はO原子が2個でできていますので分子式O2です。
もちろん組成式Oで書いてもかまいませんが、間違ってはないけどなんだかなあ、と言った気分です。

そもそも、問題文も非常におかしいんですよね。
「塩化カルシウムは分子式か組成式か」という問題文は日本語がなっていないと言うことです。
「図形『☆』は英語か日本語か」なんて言うのと同じくらいおかしいんですよ。
図形は、英語や日本語などの言語ではありません。
同様に「塩化カルシウム」なるものは分子式や組成式などの化学式ではありません。

「図形『☆』を言葉で書くときに英語で表すか日本語で表すか」ならスジが通った文になります。
(この質問には、お好きにどうぞという返事がよいでしょうね。starと答えてもほしと答えても良いので)
本題、質問文を直すなら、「塩化カルシウムを化学式で表すときに用いることができるのは、分子式か組成式か」です。
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この回答へのお礼

なるほど、まずは金属原子か非金属原子かを考えればいいんですね。よくわかりました

また、問題文はご指摘の通りで僕の入力ミスでした。

ありがとうございました

お礼日時:2014/04/06 17:49

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Q分子式と組成式の違い

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お分かりになる方、お教えください。

Aベストアンサー

分子式というのは分子が存在する物質に限って用いられ、その分子に含まれている原子をその数とともに示したものです。
たとえば、水:H2O、アンモニア:NH3といった感じです。


組成式というのは、その物質を構成している原子を最も簡単な整数比で表したものですが、それには2つの可能性があります。
(1)分子が存在する場合でも、種々の理由によって、分子式で表すのが困難な場合には組成式で表します。
たとえば、ダイヤモンドやイオウは高分子ですので、分子式で表そうとすれば構成している原子数を知る必要がありますが、それは個々のダイヤモンド等によって異なっており、正確な原子数を知ることは不可能です。したがって、ダイヤモンド:C、イオウ:Sのように表します。
また、高分子以外でも、種々の理由によって、たとえばベンゼン:C6H6などを、CHという組成式で表すこともあるでしょう。

(2)分子を形成しない物質の場合には、組成式で表します。たとえば、食塩をNaClと表しますが、これはNaClという分子があるのではなく、Na原子(あるいはNa+)とCl原子(あるいはCl-)が1:1で含まれていることを意味します。イオン結合を形成する物質の中には、このように組成式で表されるものが多いと言えるでしょう。

分子式というのは分子が存在する物質に限って用いられ、その分子に含まれている原子をその数とともに示したものです。
たとえば、水:H2O、アンモニア:NH3といった感じです。


組成式というのは、その物質を構成している原子を最も簡単な整数比で表したものですが、それには2つの可能性があります。
(1)分子が存在する場合でも、種々の理由によって、分子式で表すのが困難な場合には組成式で表します。
たとえば、ダイヤモンドやイオウは高分子ですので、分子式で表そうとすれば構成している原子数を知る...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

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問い)イオン一個に含まれる電子の数は、それぞれ何個か
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(1)だけ回答します。あとは考え方は同じです。
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Aベストアンサー

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要なエネルギーはNa^+を実現するために必要なエネルギーよりも2倍以上大きいです。でもCa^2+は安定に存在します。これはイオン化エネルギーの大きさだけでは判断できない事です。
CaOとNaClは結晶構造が同じです。融点を比べると結合の強さの違いが分かります。
NaCl 801℃   CaO  2572℃

CaOの方が格段に結合が強いことが分かります。
結合が強いというのを安定な構造ができていると考えてもいいはずです。
NaClは(+)、(-)の間の引力です。CaOは(2+)、(2-)の間の引力です。これで4倍の違いが出てきます。イオン間距離も問題になります。Ca^+には最外殻のs軌道に電子が1つ残っていますからCa^2+よりも大きいです。荷電数が大きくてサイズの小さいイオンができる方が静電エネルギーでの安定化には有利なのです。
Fe(OH)2よりもFe(OH)3の方が溶解度が格段に小さいというのも2+、3+という電荷の大きさの違いが効いてきています。サイズも小さくなっています。

イオンは単独では存在しません。必ず対のイオンと共に存在しています。
水和されていると書いておられる回答もありますが対のイオンの存在によって安定化されるというのが先です。
水溶液の中であっても正イオンだけとか負イオンだけとかでは存在できません。水和された正イオンと水和された陰イオンとが同数あります。水和された負イオンの周りは水和された正イオンが取り囲んでいます。液体の中にありますからかなり乱れた構造になっていますが正負のイオンが同数あって互いに反対符号のイオンの周りに分布しているという特徴は維持されています。

3.d軌道に電子が不完全に入っている元素を遷移元素と呼んでいます。
  「遷移」というのは性質がダラダラと変わるということから来た言葉です。普通は族番号が変われば性質が大きく変わります。周期表で横にある元素とは性質が異なるが縦に並んでいる元素とは性質が似ているというのが元素を「周期表の形にまとめてみよう」という考えの出発点でした。だから3属から11族を1つにまとめて考えるという事も出てくるのです。
 性質が似ているというのは電子の配置に理由があるはずです。電子は最外殻のsに先に入って後からdに入ります。エネルギーの逆転が起こっていますが違いは小さいものです。まず外の枠組み(s軌道)が決まっている、違いは内部(d軌道)の電子の入り方だけだというところからダラダラ性質が変わるというのが出てきます。M^2+のイオンがすべて存在するというのもここから出てきます。11族の元素に1+が出てくるのは内部のd軌道を満杯にしてs軌道電子が1つになるというからのことでしょう。これは#7に書かれています。でもそれがなぜ言えるのかはさらに別の理由が必要でしょう。
 s軌道の電子が飛び出してイオンができたとすると残るのはd軌道の電子です。イオンのサイズがあまり変わらないというのはここから出てきます。
 イオンの価数の種類が1つではないというのも遷移元素の特徴です。エネルギーにあまり大きな違いのないところでの電子の出入りだという捉え方でもかまわないと思います。イオン単独で考えているのではなくてイオンが置かれている環境の中で考えています。イオン化エネルギーの大小だけではありません。
 色が付いている化合物が多いというのもエネルギー的にあまり大きな違いのない電子配置がいくつか存在する、そのエネルギー状態は周囲の環境によって割合と簡単に変化するという事を表しています。普通なら電子遷移は紫外線の領域です。可視光の領域に吸収が出るのですから差の小さいエネルギー準位があるという事です。この色が周りに何があるかによって変化するというのも、変動しやすいエネルギー順位があるという証拠になるのではないでしょうか。酸化銅、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、結晶の色は異なります。水和された銅イオン、アンモニアが配意した銅イオンもはっきりとした色の違いがあります。

4.今考えているイオンの電荷は実電荷です。酸化数は実電荷に対応しているとは限りません。
 単原子イオンの酸化数はイオンの価数そのままですが、単原子イオンではない、分子中の原子、または多原子イオンの中の原子の酸化数は形式的に電荷を割り振ったものです。イオンでないものであってもイオンであるかのように見なしているのです。「Cr^(6+)」が存在するなんて書かれると「????」となってしまいます。Cr2O3の融点が2436℃、CrO3の融点が196℃であるという数字から考えるとCrO3はイオン性ではありません。無水クロム酸とも言われていますがCrO4^2-の中の結合と同じであろうと考えられます。
 CO2はC^(4+)1つとO^(2-)2つが結合したものと教えている中学校があるように聞いていますが困ったことです。「硫酸の中の硫黄の原子価は6+である」と書いてある危険物のテキストもあります。酸化数と原子価の混同はかなり広く見られることのようです。Cr^6+ という表現はそれと同列のことですから堂々と回答に書かれては困ることです。

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Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

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Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要...続きを読む

QAl と Fe は組成式ですか。 それとも分子式ですか。

Al と Fe は組成式ですか。 それとも分子式ですか。ものの本には,組成式となっているのですが,分子式のような気がするのですが。

Aベストアンサー

組成式です。

金属は原子同士が「金属結合」によって結びついており、分子を形作っていません。理論的には金属の固まり全部が一つにまとまっているようなものです。

そこで「原子がいくつくっついているか」なんかは数えられるものではないので組成式で表します。

※組成式では構成する原子の種類の比で表します。単体の場合は原子は1種類なので、単純に Al とか Fe とかになります。

QSiO2がなぜ組成式なのか分かりやすく教えてほしい

SiO2がなぜ組成式なのか分かりやすく教えてほしいです
O=Si=Oとなると思ったのですが…

Aベストアンサー

すこし意味を取り違えているようですね。
・個体の二酸化ケイ素の化学式は組成式で表します。
・気体の二酸化炭素は分子を構成しているので分子式で表します。
なのですよ。
 気体の二酸化ケイ素(沸点2230℃)は、分子式で表します。

 化学式で表すときは、
・金属 構成粒子の境界がないので元素記号で表します。
・イオン結合による固体 正負のイオンの価数が等しくなる最小の比の組成式
・分子結合性の固体 分子式で表します。
・共有結合性の固体 イオン結合と同様に構成元素の最小の比であらわします。

 と言う事です。

 CO₂の固体と、SiO₂の固体がなぜこのような違いがあるかは、無機化学で電子軌道を学ぶと理解できるようになるでしょうが---それも跡付けの屁理屈かも----、とりあえず炭と結合した酸素は炭素と二重結合するほうがずっと安定するが、ケイ素に結合すると二重結合ではなく単結合のほうが安定だと考えるしかないでしょう。


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