国家公務員総合職（化学・生物・薬学）R1年 問24解説

　問 題　　　　　

周期表における第二周期の元素より成る等核二原子分子 ㋐～㋓ の結合次数，結合距離，磁気的性質について以下に示す。㋐～㋓の分子の組合せとして最も妥当なのはどれか。

結合次数　結合距離〔pm〕磁気的性質
㋐　1　267　反磁性
㋑　1　159　常磁性
㋒　2　131　反磁性
㋓　2　121　常磁性

　㋐　㋑　㋒　㋓
1．Li₂　B₂　C₂　O₂
2．Li₂　F₂　O₂　C₂
3．B₂　Li₂　O₂　C₂
4．B₂　Li₂　C₂　O₂
5．F₂　B₂　C₂　O₂

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

・二原子分子の結合次数は、結合性軌道の電子対の数から、反結合性軌道の電子対の数を引いたものです。（本問では選択肢を決定するのに役立ちません。）

・磁気的性質について考えるために、以下の分子軌道に注目します。
※3σ と 1πx,1πy のエネルギー的上下は、O_2, F₂ 以外は上下逆転

電子の軌道占有状態を考えれば、常磁性であるのは、B₂,O₂ です。正解は 1 or 5 です。

・原子半径が大きいほど、結合距離は大きいと考えられます。選択肢 に出る元素は Li,B,C,O,F なので、距離は 小さい方から F₂,O₂,C₂,B₂,Li₂ となると推測されます。㋐ の結合距離が一番大きく、少なくとも F₂ ではないと考えられます。

以上より、正解は 1 です。