12日の問題の答え(執筆日14日)

レイアウト変更します。問題を2日以上あけて出して、問題を出した日の1日前の日記として答えを書くことにします。

以下、12日の問題の答え。（コメントに書いたのと少しの補足を加えたり減らしたりしたものです

(1)(ア)×(イ)×(ウ)○(エ)×(オ)×

(2)(ア)○(イ)×(ウ)×(エ)○(オ)○

補足。

(1)(ア)炭素の同位体は3種類(質量数12〜14、12は言わずもがな、13は約１％存在してたり。14は極微量に存在するラジオアイソトープ。これの入っている物質が土の中から出てきて物質の年代測定に役立っているとか何とか)。同素体については、黒鉛やダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、不定形炭素などなんか妙に多いです。だから勘違いしても答えは正解になります、だけど勘違いしないようにしましょう。

(イ)問題に補足として書くべきでしたが、問題の多く存在するは「重さ」での換算でした。(自分の用意した答えは酸素でした。「数」で言うと明らかに水素が多いです、すいません。答えはどちらにしろ「×」です。)人間のほとんどは水で出来ている、といわれている通り重さでいくと酸素がかなり多いです。(約63%)

(ウ)この問題は「モース硬度」という宝石の硬さを表す指標を用いたものです。参考として、ルビーやサファイアは硬度9です。9と10の間はかなり広いとか何とか。

(エ)C70やらC74やらが存在するようです、そういうのの形はまん丸ではなく、少し長い球の形をしています。

(オ)メタンは頂点を水素、重心に炭素を置いた正四面体の形をしています。つまり、炭素はつぶれた正三角錐(底面が正三角形の三角錐)の頂点に存在します。ここで正三角形を考えます。正三角形の重心から各頂点に出る辺の間の角は全て120度になります。つまり、そこからまず120度でないことが推測できます。ここでさらに、角度が増えるか減るかを考えるために一旦重心を無視して限りなくその頂点を伸ばしてみることにします。そうすると、角度が限りなく0度に近くなることが分かります。故に正三角形の重心を垂直に動かすと角度が120度から減っていくことが分かります。なので、メタンの結合間の角度は120度より低くなります。(実際には約109.5度です)

(2)(ア)酸素間の結合が切れてイレギュラーに結合するとか何とか。

(イ)中学生の方が解いていたらごめんなさい。一般的に酸化反応といわれる反応は「酸素化」反応(つまり鉄とだったら酸化鉄(３)を生成するような反応)ではなく、物質の酸化数(結合時の構成原子の電気的な性質)の変化を表し、それが増えると「酸化」、減ると「還元」という反応名の反応が起こったことになります。故に、酸素はその反応において「酸化」させるために必要になるときもありますが(たとえば、上記鉄との反応では酸素が０→−２、鉄は０→＋３になり、「鉄の酸化反応」が起こったことになります)、「必要不可欠」ではありません(ついでに言ってしまうと、高校授業で酸素が酸化還元反応の問題で出ることはまずありません)。高校生以上の人は間違えないですよね…？

(ウ)オゾンは特異臭というべき刺激臭を持っているようです。有毒のうえ、下にも書きますが空気中で存在することが厳しいので嗅ぐ事自体が難しい気がしますが。色は淡青色をしているようです。色のロジックは化学的に解明されていないそうなので無機化学でもなんでも覚えるしかないようです。厳しい…

(エ)(ウ)の解説でも書きましたがオゾンは不安定な物質であり、空気中では一瞬で酸素に変わってしまいます。どうも酸素同士が1つの共有結合で繋がっているのは不安定なようです。(オゾンは酸素原子3つが環状に繋がっています。酸素同士が繋がっている他の例としては「過酸化水素」が挙げられます、過酸化水素は中学の実験でそれなりに安定かなと思われるかもしれませんがあれはかなり薄縮されている物でほぼ１００％の過酸化水素は空気中に放り投げるだけで爆発するほどの反応性(＝不安定性)を誇ります)

(オ)化学物質の名前は大抵その物質の名前に由来しているため、この類の問題は(英語を知っていてそれにあっていたら)あっていると思って間違いありません。ちなみにデオキシリボ核酸は「デ」「オキシ」「リボ核酸」という風に意味では分けられ、「デ」は欠乏、「オキシ」は酸素の意味を表し、酸素の欠けた「リボ核酸」だということが分かります。