塩化ナトリウム結晶中で働く相互作用のうち、主要なものはどれか。1つ選べ。

1. ロンドン(分散)力
2. 水素結合
3. 静電相互作用
4. 疎水性相互作用
5. 双極子－双極子相互作用

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
ロンドン（分散）力とは、無極性分子において、電子分布の揺らぎに伴う一時的な電気双極子間の相互作用により生じる力です。塩化ナトリウムは、異なる原子同士による分子で、分子の形に対称性も見られず無極性分子ではありません。よって、選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 ですが
水素結合とは、特に強い双極子相互作用のことです。O－H や、N－H における H と、他の分子における N や O や ハロゲンとの相互作用のことです。塩化ナトリウム結晶には、水素結合は働いていません。よって、選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 は、正しい記述です。
静電相互作用とは、電場あるいは磁場から電荷が力を受けるような相互作用のことです。例としては、イオン結合における Na⁺ と Cl^ー の相互作用が挙げられます。

選択肢 4 ですが
疎水性相互作用とは、疎水性化合物同士や、分子における疎水性領域が水中に存在する時に周囲の水分子からはじかれた結果集合体を形成するような相互作用のことです。弱い結合の代表の１つです。水中に油を垂らすと、油同士が集まろうとするのが例として挙げられます。塩化ナトリウムは塩であり、親水性分子です。そのため、疎水性相互作用は主要ではないと考えられます。よって、選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 ですが
双極子－双極子相互作用とは、２つの分子間において働く力であり分極している分子（双極子）間において生じるものです。例としては、H（δ⁺）-Cl（δ^ー）　H（δ⁺）-Cl（δ^ー）間の相互作用が挙げられます。塩化ナトリウム結晶では分子を構成する原子の電気陰性度の差が大きく、分極ではなく電離してそれぞれの原子はイオン化しています。そのため、双極子－双極子相互作用は主要ではないと考えられます。よって、選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 3 です。

参考　物理化学まとめ　化学結合のなりたち

下図は、ある反応の平衡定数Kの自然対数を絶対温度T(K)の逆数に対してプロットしたものである。直線の傾きが示す熱力学的パラメータはどれか。1つ選べ。

1. 活性化エネルギー
2. 遷移状態エネルギー
3. 内部エネルギー変化
4. 標準反応エントロピー変化
5. 標準反応エンタルピー変化

　解 説　　　　　

横軸に 1/T 、縦軸に ln K をとったグラフは、van’t hoff 式 のグラフです。van’t hoff 式 とは

で表される式です。つまり、傾きが表すのはΔH⁰つまり標準反応エンタルピー変化です。

以上より、正解は 5 です。

参考　物理化学まとめ　自由エネルギーと平衡定数の温度依存性　－van’t Hoffの式－

懸濁液における粒子の沈降速度と比例関係にあるものはどれか。1つ選べ。ただし、粒子は球状であり、ストークスの法則が成り立つものとする。

1. 分散媒の密度
2. 粒子の密度
3. 分散媒の粘度
4. 粒子の半径
5. 粒子の半径の2乗

　解 説　　　　　

ストークスの法則とは、以下の式です。

※ρは、固体の密度です。ρ₀ は、液体の密度です。
※ηは、溶液の粘度です。ネバネバした液体ほど、沈降は遅いイメージです。
※ g は、重力加速度です。定数です。
※ dは粒子の直径です。2乗に比例します。粒子が大きいほど速く沈むイメージです。

式より、沈降速度は粒子の半径の２乗に比例します。直径ではないのか、と思うかもしれませんが、直径＝ 2 × 半径　なので、直径の２乗に比例するのであれば、半径の２乗にも比例するということになります。

以上より、正解は 5 です。

参考　物理化学まとめ　沈降現象

「0.0120」で表される数値について、有効数字の桁数はどれか。1つ選べ。

1. 1桁
2. 2桁
3. 3桁
4. 4桁
5. 5桁

　解 説　　　　　

有効数字の桁数は「左から数字を見ていって、０じゃない所が１桁目」です。

0.0 1 20
本問では、上に赤く示したように１が、１桁目です。そして、最後の０までなので、有効数字３桁です。ちなみに、この数字（0.0120）は「0.01195以上、0.01205未満」の範囲を表しています。

以上より、正解は 3 です。

参考　薬学基礎　数学・統計学　有効数字

次の測定法のうち、最もエネルギーが低い電磁波を用いるのはどれか。1つ選べ。

1. 赤外吸収スペクトル法
2. 核磁気共鳴スペクトル測定法
3. X線回折測定法
4. 紫外可視吸光度測定法
5. 蛍光光度法

　解 説　　　　　

電磁波のエネルギーは、波長の長さと反比例します。つまり、波長が一番長い電磁波を用いた測定法が、最もエネルギーが低い電磁波を用いる測定法といえます。

代表的な電磁波を、波長が短い方から並べると、γ線、X線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、ラジオ波　です。

選択肢の測定法で用いられている電磁波は
１　赤外線
２　ラジオ波
３　X線
４　紫外線、可視光線
５　紫外線、可視光線　です。波長が一番長いのは、２のラジオ波です。

以上より、正解は 2 です。

参考　物理化学まとめ　電磁波の性質および物質との相互作用

1,4 – ジヒドロピリジンはどれか。1 つ選べ。

　解 説　　　　　

ピリジンの構造は以下の左図の通りです。

「1,4-ジヒドロ」なので、左図の 1 位と 4 位に水素がつけば良いので、右図の通りになります。N の位置が 1 位で、ちょうど反対側の炭素が 4 位です。

以上より、正解は 3 です。

参考　有機化学まとめ　芳香族化合物・芳香族性

次のうち、求核置換反応でないのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

いずれも置換反応ですが、５だけは求核置換反応ではなく求電子置換反応です。１～４の場合は試薬（反応の矢印の上に書いてあるもの）が求核剤となって基質の δ⁺ の部分を攻撃しますが、５の場合は試薬である硝酸が硫酸によってニトロニウムイオン（ NO₂⁺ ）に変わり、それが電子豊富な基質（ベンゼン）を攻撃します。

以上より、正解は 5 です。

参考　有機化学まとめ　求核置換反応、求電子置換反応

AとBが互いにジアステレオマーの関係にあるのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

立体異性体のうち、全ての立体がちょうど反対ならエナンチオマーで、1 つでも同じものがあればジアステレオマーです。エナンチオマーのほうは、互いに鏡に映した構造をしている化合物という云い方もできます。

１を見ると、これは不斉炭素が1か所のみで、かつ立体が異なるため、エナンチオマーです。

2 はよく見ると不斉炭素が 3 つあります。右下の炭素のほか、架橋構造のふもとに位置する 2 つの炭素がそうです。（構造式の図の中で、真ん中の手前にある炭素と、真ん中の奥の炭素です。）このうち、右下の炭素だけが A と B で立体が逆で、残りは同じ立体なので、これがジアステレオマーです。

３については 1 か所も不斉炭素がありません。A と B はエナンチオマーでもジアステレオマーでもなく、同一化合物です。

４は不斉炭素が右下の 1 か所のみです。その部分の立体が反対なので、これはエナンチオマーです。２の構造に似ていますが、－CH₂－がひとつ増えることによって２ではキラルだった炭素がアキラルになる点に注意してください。

５は 2 つの不斉炭素があり、A と B ではそれぞれの不斉炭素が逆の立体なので、これはエナンチオマーです。A の化合物に対して表裏をひっくり返して考えると、B の構造とちょうど鏡合わせになるのがイメージできるかと思います。

以上より、正解は 2 です。

参考　有機化学まとめ　エナンチオマーとジアステレオマー

ルイス酸はどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

ルイス酸とは、電子対を受け取る物質のことです。また、電子対を受け取る物質とは、外殻が閉殻構造をとるのに少なくとも2電子不足している化学種のことで、電子を受け取ることで安定構造となります。

1，2，3，5 では中心となる原子がそれぞれ N，S，P，Oと、いずれも価数の大きい原子であり、電子を豊富に持っています。

一方、4 の B（ホウ素）は 13 族の原子で価数は 3 です。つまり、BF₃ として 3 つの F と結合していても、最外殻電子は 6 つなので、8 電子則を満たすのにあと 2 つ足りません。よって、これがルイス酸です。

以上より、正解は 4 です。

参考　有機化学まとめ　ルイス酸・ルイス塩基

ベンズアミド1gに200mLの有機溶媒を加え、200mLの水とともに分液ロートで振り混ぜた。静置後に二層となり、ベンズアミドは主に上層に含まれていた。このとき使用した有機溶媒はどれか。1つ選べ。

1. アセトニトリル
2. メタノール
3. クロロホルム
4. 酢酸エチル
5. アセトン

　解 説　　　　　

まず、アセトニトリル、メタノール、アセトンの 3 つは水に溶けるので、分液ロートに入れる溶媒として不適です。これらを使って分液しようとしても、静置後に二層にならず、いつまでも混和したままになってしまいます。

残るクロロホルムと酢酸エチルはどちらを使っても分液が可能です。ただし、クロロホルムは比重が重い（比重 1.48 くらい）ので、二層のうち下層が有機層になります。ということは、クロロホルムに溶けているベンズアミドも下層に存在することになります。問題文より、ベンズアミドは上層にあるので、水より軽い酢酸エチル（比重 0.90 くらい）を使っていると考えられます。

以上より、正解は 4 です。