異性体に関する正誤問題
今日は,異性体に関する正誤問題です。
異性体問題は最も出題されるThemeの１つとなっています。
物質や構造を特定するために,官能基の検出がポイントとなり,官能基の検出反応
とからめて出題されることが多いので,検出反応とつなげてまとめて覚えてください。
★次の正誤を判定せよ。
■問題① 同じ炭素数のシクロアルカンとアルキンは,互いに構造異性体である。
■問題② 分子式がC5H12であるアルカンには,４種類の構造異性体が存在する。
■問題③ 分子式がC3H8Oの化合物には,３種類の構造異性体が存在する。
■問題④ 分子式がC4H10Oの化合物には,アルコール,エーテルともに３種類ずつの構造異性体が存在する。
■問題⑤ 分子式がC4H4O4の不飽和二価カルボン酸には,１組の光学異性体が存在する。
■問題⑥ o-キシレン,m -キシレン,p-キシレンのベンゼン環についている水素原子１個を臭素原子１個で置き換えたとき,最も多くの構造異性体が生じるのは,o-キシレンである。
■問題⑦ トルエンのベンゼン環に直接結合している水素原子１個をメチル基(-CH3)に置き換えると,２つの構造異性体が存在する。
■問題⑧ エタノールとジメチルエーテル,プロピオンアルデヒドとアセトン,プロピオン酸と酢酸メチルは,それぞれ構造異性体の関係にある。
■問題⑨ 乳酸とグリシンは,ともに光学異性体がある。
■問題⑩ 炭素数が６以下のアルカンには,不斉炭素原子は存在しない。
■問題⑪ プロピレン(プロペン)に塩素１分子が付加した化合物には,光学異性体が存在しない。
★解答
□問題①
□解答 …… 誤り。
シクロアルカンとアルケンの一般式は,ともにCnH2nで構造異性体の関係にあります。
アルキンの一般式は,CnH2n－2です。
分子式は同じであるが,性質が異なる化合物を異性体といいます。
異性体には,構造式が異なる構造異性体,立体的な配置が異なる立体異性体があり,さらに,立体異性体には,炭素間の二重結合に基づく幾何異性体,不斉炭素原子の存在に基づく光学異性体などがあります。
□問題②
□解答 …… 誤り。
次のように,３種類の構造異性体が存在します。
□問題③
□解答 …… 正しい。
次のように,アルコール２種類,エーテル１種類の構造異性体が存在します。
□問題④
□解答 …… 誤り。
次のように,アルコールは４種類,エーテルは３種類の構造異性体が存在します。
□問題⑤
□解答 …… 誤り。
光学異性体ではなく,次のように１組の幾何異性体が存在します。
C＝C二重結合に結合した置換基の配置が異なる異性体を幾何異性体といい,置換基が二重結合をはさんで同じ側にあるものをシス形,反対側にあるものをトランス形といいます。
つまり,マレイン酸はシス形,フマル酸はトランス形になります。
幾何異性体はC＝C二重結合が回転できないためにでき,下図の原子団①～④が①≠②かつ③≠④の場合に存在します。
入試に登場する代表的な幾何異性体は,2-ブテン(シス-2-ブテン,トランス-2-ブテン)などがあります。
□問題⑥
□解答 …… 誤り。
最も多くの構造異性体が生じるのは,m-キシレンです。
置き換えたときの構造異性体の数は,下記のようにm-キシレンが３個,o-キシレンは２個,p-キシレンは１個存在します。
□問題⑦
□解答 …… 誤り。
次にように,o-キシレン,m-キシレン,p-キシレンの３つの構造異性体が存在します。
□問題⑧
□解答 …… 正しい。
次のように,それぞれ互いに構造異性体の関係にあります。
脂肪族化合物(炭化水素基はアルキル基とする)の一般式は
アルコールとエーテル → CnH2n+2O
アルデヒドとケトン → CnH2nO
カルボン酸とエステル → CnH2nO2
となり,アルコールとエーテル,アルデヒドとケトン,カルボン酸とエステルは,互いに構造異性体の関係にあります。
□問題⑨
□解答 …… 誤り。
乳酸には光学異性体が存在しますが,グリシンには存在しません。
光学異性体とは,分子内に不斉炭素原子をもつ鏡像の関係にある立体異性体をいいます。
不斉炭素原子とは,４種が異なる原子または原子団と結合している炭素原子のことをいい,不斉炭素原子をもてば,必ず光学異性体をもちます。
乳酸は,次のような構造をし光学異性体が存在します。
α-アミノ酸であるグリシンは,中心の炭素原子に２つの水素原子が結合しているため光学異性体をもちません。
グリシン以外のすべてのα-アミノ酸は,光学異性体をもち,光学異性体をもつ最も簡単な構造をもつのは,アラニンでしたね。
□問題⑩
□解答 …… 正しい。
炭素数が７以上のアルカンから,次のように不斉炭素原子Cが存在するものがあります。
□問題⑪
□解答 …… 誤り。
プロピレンに塩素１分子が付加した化合物は,次のようになり不斉炭素原子をもつため,光学異性体が存在します。
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
異性体問題は最も出題されるThemeの１つとなっています。
物質や構造を特定するために,官能基の検出がポイントとなり,官能基の検出反応
とからめて出題されることが多いので,検出反応とつなげてまとめて覚えてください。
★次の正誤を判定せよ。
■問題① 同じ炭素数のシクロアルカンとアルキンは,互いに構造異性体である。
■問題② 分子式がC5H12であるアルカンには,４種類の構造異性体が存在する。
■問題③ 分子式がC3H8Oの化合物には,３種類の構造異性体が存在する。
■問題④ 分子式がC4H10Oの化合物には,アルコール,エーテルともに３種類ずつの構造異性体が存在する。
■問題⑤ 分子式がC4H4O4の不飽和二価カルボン酸には,１組の光学異性体が存在する。
■問題⑥ o-キシレン,m -キシレン,p-キシレンのベンゼン環についている水素原子１個を臭素原子１個で置き換えたとき,最も多くの構造異性体が生じるのは,o-キシレンである。
■問題⑦ トルエンのベンゼン環に直接結合している水素原子１個をメチル基(-CH3)に置き換えると,２つの構造異性体が存在する。
■問題⑧ エタノールとジメチルエーテル,プロピオンアルデヒドとアセトン,プロピオン酸と酢酸メチルは,それぞれ構造異性体の関係にある。
■問題⑨ 乳酸とグリシンは,ともに光学異性体がある。
■問題⑩ 炭素数が６以下のアルカンには,不斉炭素原子は存在しない。
■問題⑪ プロピレン(プロペン)に塩素１分子が付加した化合物には,光学異性体が存在しない。
★解答
□問題①
□解答 …… 誤り。
シクロアルカンとアルケンの一般式は,ともにCnH2nで構造異性体の関係にあります。
アルキンの一般式は,CnH2n－2です。
分子式は同じであるが,性質が異なる化合物を異性体といいます。
異性体には,構造式が異なる構造異性体,立体的な配置が異なる立体異性体があり,さらに,立体異性体には,炭素間の二重結合に基づく幾何異性体,不斉炭素原子の存在に基づく光学異性体などがあります。
□問題②
□解答 …… 誤り。
次のように,３種類の構造異性体が存在します。
□問題③
□解答 …… 正しい。
次のように,アルコール２種類,エーテル１種類の構造異性体が存在します。
□問題④
□解答 …… 誤り。
次のように,アルコールは４種類,エーテルは３種類の構造異性体が存在します。
□問題⑤
□解答 …… 誤り。
光学異性体ではなく,次のように１組の幾何異性体が存在します。
C＝C二重結合に結合した置換基の配置が異なる異性体を幾何異性体といい,置換基が二重結合をはさんで同じ側にあるものをシス形,反対側にあるものをトランス形といいます。
つまり,マレイン酸はシス形,フマル酸はトランス形になります。
幾何異性体はC＝C二重結合が回転できないためにでき,下図の原子団①～④が①≠②かつ③≠④の場合に存在します。
入試に登場する代表的な幾何異性体は,2-ブテン(シス-2-ブテン,トランス-2-ブテン)などがあります。
□問題⑥
□解答 …… 誤り。
最も多くの構造異性体が生じるのは,m-キシレンです。
置き換えたときの構造異性体の数は,下記のようにm-キシレンが３個,o-キシレンは２個,p-キシレンは１個存在します。
□問題⑦
□解答 …… 誤り。
次にように,o-キシレン,m-キシレン,p-キシレンの３つの構造異性体が存在します。
□問題⑧
□解答 …… 正しい。
次のように,それぞれ互いに構造異性体の関係にあります。
脂肪族化合物(炭化水素基はアルキル基とする)の一般式は
アルコールとエーテル → CnH2n+2O
アルデヒドとケトン → CnH2nO
カルボン酸とエステル → CnH2nO2
となり,アルコールとエーテル,アルデヒドとケトン,カルボン酸とエステルは,互いに構造異性体の関係にあります。
□問題⑨
□解答 …… 誤り。
乳酸には光学異性体が存在しますが,グリシンには存在しません。
光学異性体とは,分子内に不斉炭素原子をもつ鏡像の関係にある立体異性体をいいます。
不斉炭素原子とは,４種が異なる原子または原子団と結合している炭素原子のことをいい,不斉炭素原子をもてば,必ず光学異性体をもちます。
乳酸は,次のような構造をし光学異性体が存在します。
α-アミノ酸であるグリシンは,中心の炭素原子に２つの水素原子が結合しているため光学異性体をもちません。
グリシン以外のすべてのα-アミノ酸は,光学異性体をもち,光学異性体をもつ最も簡単な構造をもつのは,アラニンでしたね。
□問題⑩
□解答 …… 正しい。
炭素数が７以上のアルカンから,次のように不斉炭素原子Cが存在するものがあります。
□問題⑪
□解答 …… 誤り。
プロピレンに塩素１分子が付加した化合物は,次のようになり不斉炭素原子をもつため,光学異性体が存在します。
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
有機化合物の様々な性質に関する正誤問題
今日は有機化合物の様々な性質に関する正誤問題です。
揮発性,密度,状態,有機溶媒,匂い,色,毒性,用途などについてまとめたので,つなげてまとめて覚えてください。
★次の正誤を判定せよ。
■問題① アセトン,ジエチルエーテル,アセトアルデヒド,ベンゼン,いずれも不揮発性の液体であり,引火しやすい。
■問題② ジエチルエーテル,アセトン,ヘキサン,ベンゼン,いずれも常温・常圧で水よりも軽い液体である。
■問題③ アニリン,ニトロベンゼン,サリチル酸,いずれも油状の液体である。
■問題④ エタノール,エチレングリコール,グリセリン,いずれも粘性の高い液体である。
■問題⑤ ヘキサン,アセトン,ジエチルエーテル,いずれも有機溶媒として用いられる。
■問題⑥ アセトン,ベンゼン,アニリン,フェノール,いずれも無臭である。
■問題⑦ ニトロベンゼン,ピクリン酸,2,4,6-トリニトロトルエン,2,4,6-トリブロモフェノール,いずれも黄色の化合物である。
■問題⑧ フェノールには毒性があり,皮膚や粘膜をおかすので危険である。
■問題⑨ アセチルサリチル酸は,消炎・鎮痛剤,サリチル酸メチルは,解熱・鎮痛剤として用いられる。
★解答
□問題①
□解答 …… 正しい。
揮発とは,液体が気体となって蒸発することで,アセトン,ジエチルエーテル,アセトアルデヒド,ベンゼンは,いずれも揮発性の液体で引火しやすいため,火気を避けて取り扱う必要があります。
他に,メタノール,エタノール,分子量の小さいエステルも揮発性の液体です。
Point! 主な揮発性の液体
メタノール,エタノール,アセトアルデヒド,アセトン,
分子量の小さいエーテル・エステル,ベンゼン
□問題②
□解答 …… 正しい。
気体ではないので,水の分子量(18)と比較して考えることはできません。
液体の場合は,密度が水の密度1.0 g/cm3より小さければ,水より軽く,大きければ重くなります。
一般に,常温・常圧で液体である有機化合物の大部分は水よりも軽くなります。
水より重い有機化合物は,ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチルの３つをおさえておきましょう。
Point!
液体で水よりも密度の大きい主な有機化合物
ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチル
□問題③
□解答 …… 誤り。
アニリン,ニトロベンゼンは油状の液体ですが,サリチル酸は無色(白色)の結晶です。
油状の液体は,他にサリチル酸メチルなどがあり,上記の水よりも密度の大きい有機化合物と３つとも同じになります！ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチルは油状の液体で水よりも密度が大きいと覚えましょう！
Point! 主な油状の液体
ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチル
□問題④
□解答 …… 誤り。
エチレングリコール,グリセリンともに粘性が高いですが,エタノールは粘性が高くありません。お酒を考えてみればわかりますね。
エチレングリコールは,ポリエチレンテレフタラートの原料に,グリセリンは,油脂の構成成分で,ニトログリセリンの製造や化粧品や医薬品にも用いられます。一般に,高分子化合物の溶液や融解液も粘性を持ちます。
無機化合物では,硫酸が粘性を持つことをおさえておきましょう。
□問題⑤
□解答 …… 正しい。
有機溶媒とは水に溶けない物質を溶かす液体の有機化合物で,主に,ヘキサン,アセトン,ジエチルエーテル,酢酸エチル,四塩化炭素などがあります。
Point! 主な有機溶媒
ヘキサン,アセトン,ジエチルエーテル,酢酸エチル,四塩化炭素
□問題⑥
□解答 …… 誤り。
アセトン,ベンゼン,アニリン,フェノール,いずれも特有の匂いをもちます。
アセトンは,シンナーのような匂いと表現されることもあります。
覚えておきたい匂いのある有機化合物についてまとめたので,整理して覚えてください。
□問題⑦
□解答 …… 誤り。
ニトロベンゼンは淡黄色の液体,ピクリン酸(2,4,6-トリニトロフェノール),2,4,6-トリニトロトルエン(TNT)は,黄色の結晶ですが,2,4,6-トリブロモフェノールは,白色の結晶です。一般に,ニトロ基-NO2をもつものは黄色のものが多いです。
有機化合物で登場する他の黄色の化合物は,ヨードホルムCHI3がありましたね。
白色の化合物は,銀アセチリドAgC≡CAg,アセトアニリドをおさえておきましょう。
□問題⑧
□解答 …… 正しい。
フェノールが皮膚につくと,火傷のようにただれるので即座に洗い流さないと危険です。ギ酸も酸性が強く,皮膚につくと,水泡などができてしまうので注意が必要です。他に毒性のある主な有機化合物についてまとめたので,整理して覚えてください。
Point! 主な毒性のある有機化合物
メタノール,ホルムアルデヒド,アセトアルデヒド,
ギ酸,ベンゼン,フェノール
□問題⑨
□解答 …… 誤り。
逆で,アセチルサリチル酸が解熱・鎮痛剤,サリチル酸メチルは,消炎・鎮痛剤として用いられます。アセトアニリドにも解熱・鎮痛作用があり,かつては医薬品として使用されていましたが,現在では副作用のため使われていません。他に入試で登場する主な医薬品についてまとめたので,つなげて覚えてください。
お知らせです！！
感謝の気持ちを込めまして,『９・10月期間限定』で「積分計算早見チャート」(A4サイズ6枚, pdfデータ)
または
「油脂の計算問題 完全攻略チャート」(A4サイズ8枚,pdfデータ)
のいずれかを無料でプレゼント致します！(※pdfデータです。)
ご希望の方は
☆件名に
「無料チャート希望」
☆本文に
・希望するチャート名(「積分計算早見チャート」または「油脂の計算問題 完全攻略チャート」)
・氏名
・年齢
・メールアドレス
を記載して,「gaku-sアットマークh8.dion.ne.jp」までご連絡ください。
追って,ご希望の商品のpdfデータを添付してメール致します。
また,このチャートが気になるのでサンプルを見たい！という方など
お気軽に連絡くださいね。
拙著
『くらべてつなげてまとめる数学 (数学Ⅰ,A,Ⅱ,Bをネットワークでつなぐ)/文英堂』
￥1,296
Amazon.co.jp
も宜しくお願い致します。
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
揮発性,密度,状態,有機溶媒,匂い,色,毒性,用途などについてまとめたので,つなげてまとめて覚えてください。
★次の正誤を判定せよ。
■問題① アセトン,ジエチルエーテル,アセトアルデヒド,ベンゼン,いずれも不揮発性の液体であり,引火しやすい。
■問題② ジエチルエーテル,アセトン,ヘキサン,ベンゼン,いずれも常温・常圧で水よりも軽い液体である。
■問題③ アニリン,ニトロベンゼン,サリチル酸,いずれも油状の液体である。
■問題④ エタノール,エチレングリコール,グリセリン,いずれも粘性の高い液体である。
■問題⑤ ヘキサン,アセトン,ジエチルエーテル,いずれも有機溶媒として用いられる。
■問題⑥ アセトン,ベンゼン,アニリン,フェノール,いずれも無臭である。
■問題⑦ ニトロベンゼン,ピクリン酸,2,4,6-トリニトロトルエン,2,4,6-トリブロモフェノール,いずれも黄色の化合物である。
■問題⑧ フェノールには毒性があり,皮膚や粘膜をおかすので危険である。
■問題⑨ アセチルサリチル酸は,消炎・鎮痛剤,サリチル酸メチルは,解熱・鎮痛剤として用いられる。
★解答
□問題①
□解答 …… 正しい。
揮発とは,液体が気体となって蒸発することで,アセトン,ジエチルエーテル,アセトアルデヒド,ベンゼンは,いずれも揮発性の液体で引火しやすいため,火気を避けて取り扱う必要があります。
他に,メタノール,エタノール,分子量の小さいエステルも揮発性の液体です。
Point! 主な揮発性の液体
メタノール,エタノール,アセトアルデヒド,アセトン,
分子量の小さいエーテル・エステル,ベンゼン
□問題②
□解答 …… 正しい。
気体ではないので,水の分子量(18)と比較して考えることはできません。
液体の場合は,密度が水の密度1.0 g/cm3より小さければ,水より軽く,大きければ重くなります。
一般に,常温・常圧で液体である有機化合物の大部分は水よりも軽くなります。
水より重い有機化合物は,ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチルの３つをおさえておきましょう。
Point!
液体で水よりも密度の大きい主な有機化合物
ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチル
□問題③
□解答 …… 誤り。
アニリン,ニトロベンゼンは油状の液体ですが,サリチル酸は無色(白色)の結晶です。
油状の液体は,他にサリチル酸メチルなどがあり,上記の水よりも密度の大きい有機化合物と３つとも同じになります！ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチルは油状の液体で水よりも密度が大きいと覚えましょう！
Point! 主な油状の液体
ニトロベンゼン,アニリン,サリチル酸メチル
□問題④
□解答 …… 誤り。
エチレングリコール,グリセリンともに粘性が高いですが,エタノールは粘性が高くありません。お酒を考えてみればわかりますね。
エチレングリコールは,ポリエチレンテレフタラートの原料に,グリセリンは,油脂の構成成分で,ニトログリセリンの製造や化粧品や医薬品にも用いられます。一般に,高分子化合物の溶液や融解液も粘性を持ちます。
無機化合物では,硫酸が粘性を持つことをおさえておきましょう。
□問題⑤
□解答 …… 正しい。
有機溶媒とは水に溶けない物質を溶かす液体の有機化合物で,主に,ヘキサン,アセトン,ジエチルエーテル,酢酸エチル,四塩化炭素などがあります。
Point! 主な有機溶媒
ヘキサン,アセトン,ジエチルエーテル,酢酸エチル,四塩化炭素
□問題⑥
□解答 …… 誤り。
アセトン,ベンゼン,アニリン,フェノール,いずれも特有の匂いをもちます。
アセトンは,シンナーのような匂いと表現されることもあります。
覚えておきたい匂いのある有機化合物についてまとめたので,整理して覚えてください。
□問題⑦
□解答 …… 誤り。
ニトロベンゼンは淡黄色の液体,ピクリン酸(2,4,6-トリニトロフェノール),2,4,6-トリニトロトルエン(TNT)は,黄色の結晶ですが,2,4,6-トリブロモフェノールは,白色の結晶です。一般に,ニトロ基-NO2をもつものは黄色のものが多いです。
有機化合物で登場する他の黄色の化合物は,ヨードホルムCHI3がありましたね。
白色の化合物は,銀アセチリドAgC≡CAg,アセトアニリドをおさえておきましょう。
□問題⑧
□解答 …… 正しい。
フェノールが皮膚につくと,火傷のようにただれるので即座に洗い流さないと危険です。ギ酸も酸性が強く,皮膚につくと,水泡などができてしまうので注意が必要です。他に毒性のある主な有機化合物についてまとめたので,整理して覚えてください。
Point! 主な毒性のある有機化合物
メタノール,ホルムアルデヒド,アセトアルデヒド,
ギ酸,ベンゼン,フェノール
□問題⑨
□解答 …… 誤り。
逆で,アセチルサリチル酸が解熱・鎮痛剤,サリチル酸メチルは,消炎・鎮痛剤として用いられます。アセトアニリドにも解熱・鎮痛作用があり,かつては医薬品として使用されていましたが,現在では副作用のため使われていません。他に入試で登場する主な医薬品についてまとめたので,つなげて覚えてください。
お知らせです！！
感謝の気持ちを込めまして,『９・10月期間限定』で「積分計算早見チャート」(A4サイズ6枚, pdfデータ)
または
「油脂の計算問題 完全攻略チャート」(A4サイズ8枚,pdfデータ)
のいずれかを無料でプレゼント致します！(※pdfデータです。)
ご希望の方は
☆件名に
「無料チャート希望」
☆本文に
・希望するチャート名(「積分計算早見チャート」または「油脂の計算問題 完全攻略チャート」)
・氏名
・年齢
・メールアドレス
を記載して,「gaku-sアットマークh8.dion.ne.jp」までご連絡ください。
追って,ご希望の商品のpdfデータを添付してメール致します。
また,このチャートが気になるのでサンプルを見たい！という方など
お気軽に連絡くださいね。
拙著
『くらべてつなげてまとめる数学 (数学Ⅰ,A,Ⅱ,Bをネットワークでつなぐ)/文英堂』
￥1,296
Amazon.co.jp
も宜しくお願い致します。
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
沸点・融点に関する正誤問題(有機化合物)
今日は沸点・融点に関する正誤問題です。
無機化合物の多くは,イオン結晶のため一般に,沸点・融点は高くなりますが,有機化合物は,ほとんどが分子結晶で,分子間を弱い結合である分子間力が結びつけているので,無機化合物に比べて低くなります。
沸点・融点の大きさは,主に,分子同士の結合の強さによって決まり,結合が強いということは,その結合を切るために多くのエネルギー(熱)を必要とすることから,沸点・融点は高くなる)物質の構造や含まれる官能基を特定する手がかりとなることから,ある程度把握している必要があります。
★次の正誤を判定せよ。
■問題① エタンは,プロパンより沸点が低い。
■問題② 一般に.炭素数が同じ場合のアルコールの沸点の大きさは,第一級アルコール＜第二級アルコール＜第三級アルコール の順となる。
■問題③ 1-プロパノールは,同分子量のエチルメチルエーテルより沸点が高い。
■問題④ アルデヒドの沸点は,同程度の分子量のカルボン酸と比べると低く,アルカンと比べると高い。
■問題⑤ エステルの沸点は,同程度の分子量のアルコールと比べると高く,アルカンと比べると低い。
■問題⑥ アミンの沸点は,同程度の分子量をもつアルカンと比べるとはるかに高い。
■問題⑦ マレイン酸は,フマル酸より融点が低い。
■問題⑧ アミノ酸は,他の有機化合物に比べて,融点は低い。
■問題⑨ リノレン酸とステアリン酸の融点は,リノレン酸の方がかなり高い。
■問題⑩ 高分子化合物の融点は,低分子化合物同様に一定の融点を示す。
★解答
□問題①
□解答 …… 正しい。
一般に分子の構造が似ている分子では,分子量が大きくなるほど,分子どうしの結合に働く分子間力が大きくなるので,沸点・融点は高くなります。
エタンC2H6とプロパンC3H8は,同じ直鎖状でプロパンの方が分子量が大きいのでプロパンの方が沸点が高くなります。
例えば,メタン(分子量16)の沸点は－161.5℃.エタン(分子量30)の沸点は－89℃.プロパン(分子量44)の沸点は－42℃になります。
ここで,３つの結合について説明します。
分子間に働く力にはいくつかあり,極性分子の間では,極性による電気的な引力がはたらき,この力をクーロン力(極性引力)といいます。
また,分子中に電気陰性度の大きいF,O,N原子と電気陰性度(異なる原子が共有結合したときに,その原子が共有電子対を引きつける強さを数値化したもの)の最も小さいH原子が結合すると非常に強い極性を生じます。そして,負に帯電しているF,O,Nと,他の分子の正に帯電したHとの間とでクーロン力で強く引きつけあいます。
この結合を特に水素結合とよんでいます。
しかし,極性をもたない無極性分子でも,瞬間的な電子の偏りにより,弱い力が働きます。
この極性,無極性に関係なくすべての分子間に働く弱い結合をファンデルワールス力といいます。
このように分子間に働くクーロン力(極性引力),水素結合,ファンデルワールス力を合わせて分子間力とよんでいます。
そして,これらの結合の強さは次のようになります。
Point ! 分子間力の強さ
水素結合＞クーロン力(極性引力)＞ファンデルワールス力
□問題②
□解答 …… 誤り。
逆で,第一級アルコール＞第二級アルコール＞第三級アルコールの順となる。
理由は,第一級アルコールの-OH基は,分子の末端にあるので,分子どうしで水素結合を形成しやすいのですが,第二級アルコール,第三級アルコールは,-OH基のまわりを炭化水素基が取り囲み,水素結合を形成しずらくするためと考えられます。
一般に,分子の形が枝分かれ状より,直鎖状の方が分子間力が強く,沸点が高くなる傾向があります。
これらより,沸点・融点の大きさを判断するときのポイントは,次のようになります。
Point !
① 分子の大きさ
一般に,分子量が大きいほど沸点・融点は高くなる。
② 分子の形
一般に,枝分かれ状より直鎖状の方が沸点・融点は高くなる。
③ 極性分子か無極性分子か
無極性分子より極性分子の方がクーロン力が働き,沸点・融点は高くなる。
④ 水素結合の有無
極性分子の中でも水素結合があれば,沸点・融点は高くなる。
⑤ 常温での状態
例えば.常温で液体のAと気体のBの物質があれば,当然Aの方が沸点は高いといえる。
□問題③
□解答 …… 正しい。
アルコールである1-プロパノール(分子量60)の沸点は97℃で,エーテルであるエチルメチルエーテル(分子量60)の沸点は7℃で,1-プロパノールの方が圧倒的に高くなります。これは,1-プロパノールはヒドロキシ基-OHをもち,分子間で水素結合を形成するため,沸点が高くなります。
□問題④
□解答 …… 正しい。
例えば,アルデヒドであるプロピオンアルデヒド(分子量58)の沸点は48℃,カルボン酸である酢酸(分子量60)の沸点は118℃,アルカンであるブタン(分子量58)の沸点は-0.5℃で,アルデヒドの沸点は,カルボン酸と比べると低く,アルカンと比べると高くなります。
これは,アルデヒドはカルボン酸のようにカルボキシ基-COOHを持たないので,同分子間で水素結合が形成されないため,カルボン酸より沸点は低くなります。
しかし,カルボニル基(-CO-)には,極性があるため,無極性分子であるアルカンより沸点は高くなります。
□問題⑤
□解答 …… 誤り。
例えば,エステルであるギ酸メチル(分子量60)の沸点は32℃,アルコールである1-プロパノール(分子量60)の沸点は97℃,アルカンであるブタン(分子量58)の沸点は-0.5℃で,エステルの沸点は,アルコールと比べると低く,アルカンと比べると高くなります。
これは,エステルは,アルコールのようにヒドロキシ基-OHを持たないので,水素結合は形成されないためで,
しかし,カルボニル基(-CO-)には,極性があるため,無極性分子であるアルカンより沸点は高くなります。
□問題⑥
□解答 …… 正しい。
例えば,アミンであるプロピルアミン(分子量59)の沸点は47℃,アルカンであるブタン(分子量58)の沸点は-0.5℃で,
アミンの沸点は,同程度の分子量をもつアルカンと比べるとはるかに高くなります。
理由は,アミン分子間で,NとHとで水素結合が形成されるため,アルカンよりは高くなります。
以上,分子量が同程度の化合物の種類による沸点の高さは,次のようになります。
Point ! 一般的な沸点の高さ(同程度の分子量)
カルボン酸＞アルコール＞アルデヒド,ケトン,エステル,アミン＞エーテル＞アルカン
きっちり正確な順番を覚える必要はなく,１番がカルボン酸で,２番がアルコール,３番目が同程度で,アルデヒド,ケトン,アミン。エステル,エーテル,アルカンの順に低くなる。と覚えるくらいで十分です。
□問題⑦
□解答 …… 正しい。
マレイン酸とフマル酸(分子式C4H4O4)は,不飽和の２価のカルボン酸でシス形のマレイン酸とトランス形のフマル酸は,幾何異性体の関係にあります。
融点は,フマル酸のほうがはるかに高くなります。
理由は,マレイン酸は分子間だけで水素結合をするのに対し,マレイン酸は,分子内でも水素結合もするので,その分,分子間の水素結合の数が減少するためです。
□問題⑧
□解答 …… 誤り。
アミノ酸の双性イオンが互いにクーロン力で強く結合して,イオン結合を形成しているので,他の有機化合物に比べて,融点は高くなります。(約220℃～340℃)イオン結合は,水素結合やクーロン力よりもはるかに強い結合です。
□問題⑨
□解答 …… 誤り。
飽和脂肪酸であるステアリン酸の融点は71℃,不飽和脂肪酸であるリノレン酸の融点は－11℃で,ステアリン酸の方がかなり高くなります。分子量がほぼ変わらなく,ステアリン酸の方が高いのは,ステアリン酸は,飽和脂肪酸で,直鎖状の形をしているので,分子同士が接近しやすく,分子間力が強く働きます。
一方,不飽和脂肪酸は二重結合をもち,すべてシス形をとり,二重結合を多く持つ分子ほど折れ曲がった形となっているため,分子同士の接近が妨げられ,分子間力が弱くなり,融点は低くなります。
□問題⑩
□解答 …… 誤り。
低分子化合物は,一定の融点を示しますが,高分子化合物は規則的な配列をとらないため,一定の融点は示しません。
加熱すると軟らかくなり,変形し始める温度を軟化点といいます。
お知らせです！！
感謝の気持ちを込めまして,『９・10月期間限定』で「積分計算早見チャート」(A4サイズ6枚, pdfデータ)
または
「油脂の計算問題 完全攻略チャート」(A4サイズ8枚,pdfデータ)
のいずれかを無料でプレゼント致します！(※pdfデータです。)
ご希望の方は
☆件名に
「無料チャート希望」
☆本文に
・希望するチャート名(「積分計算早見チャート」または「油脂の計算問題 完全攻略チャート」)
・氏名
・年齢
・メールアドレス
を記載して,「gaku-sアットマークh8.dion.ne.jp」までご連絡ください。
追って,ご希望の商品のpdfデータを添付してメール致します。
また,このチャートが気になるのでサンプルを見たい！という方など
お気軽に連絡くださいね。
拙著
『くらべてつなげてまとめる数学 (数学Ⅰ,A,Ⅱ,Bをネットワークでつなぐ)/文英堂』
￥1,296
Amazon.co.jp
も宜しくお願い致します。
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
無機化合物の多くは,イオン結晶のため一般に,沸点・融点は高くなりますが,有機化合物は,ほとんどが分子結晶で,分子間を弱い結合である分子間力が結びつけているので,無機化合物に比べて低くなります。
沸点・融点の大きさは,主に,分子同士の結合の強さによって決まり,結合が強いということは,その結合を切るために多くのエネルギー(熱)を必要とすることから,沸点・融点は高くなる)物質の構造や含まれる官能基を特定する手がかりとなることから,ある程度把握している必要があります。
★次の正誤を判定せよ。
■問題① エタンは,プロパンより沸点が低い。
■問題② 一般に.炭素数が同じ場合のアルコールの沸点の大きさは,第一級アルコール＜第二級アルコール＜第三級アルコール の順となる。
■問題③ 1-プロパノールは,同分子量のエチルメチルエーテルより沸点が高い。
■問題④ アルデヒドの沸点は,同程度の分子量のカルボン酸と比べると低く,アルカンと比べると高い。
■問題⑤ エステルの沸点は,同程度の分子量のアルコールと比べると高く,アルカンと比べると低い。
■問題⑥ アミンの沸点は,同程度の分子量をもつアルカンと比べるとはるかに高い。
■問題⑦ マレイン酸は,フマル酸より融点が低い。
■問題⑧ アミノ酸は,他の有機化合物に比べて,融点は低い。
■問題⑨ リノレン酸とステアリン酸の融点は,リノレン酸の方がかなり高い。
■問題⑩ 高分子化合物の融点は,低分子化合物同様に一定の融点を示す。
★解答
□問題①
□解答 …… 正しい。
一般に分子の構造が似ている分子では,分子量が大きくなるほど,分子どうしの結合に働く分子間力が大きくなるので,沸点・融点は高くなります。
エタンC2H6とプロパンC3H8は,同じ直鎖状でプロパンの方が分子量が大きいのでプロパンの方が沸点が高くなります。
例えば,メタン(分子量16)の沸点は－161.5℃.エタン(分子量30)の沸点は－89℃.プロパン(分子量44)の沸点は－42℃になります。
ここで,３つの結合について説明します。
分子間に働く力にはいくつかあり,極性分子の間では,極性による電気的な引力がはたらき,この力をクーロン力(極性引力)といいます。
また,分子中に電気陰性度の大きいF,O,N原子と電気陰性度(異なる原子が共有結合したときに,その原子が共有電子対を引きつける強さを数値化したもの)の最も小さいH原子が結合すると非常に強い極性を生じます。そして,負に帯電しているF,O,Nと,他の分子の正に帯電したHとの間とでクーロン力で強く引きつけあいます。
この結合を特に水素結合とよんでいます。
しかし,極性をもたない無極性分子でも,瞬間的な電子の偏りにより,弱い力が働きます。
この極性,無極性に関係なくすべての分子間に働く弱い結合をファンデルワールス力といいます。
このように分子間に働くクーロン力(極性引力),水素結合,ファンデルワールス力を合わせて分子間力とよんでいます。
そして,これらの結合の強さは次のようになります。
Point ! 分子間力の強さ
水素結合＞クーロン力(極性引力)＞ファンデルワールス力
□問題②
□解答 …… 誤り。
逆で,第一級アルコール＞第二級アルコール＞第三級アルコールの順となる。
理由は,第一級アルコールの-OH基は,分子の末端にあるので,分子どうしで水素結合を形成しやすいのですが,第二級アルコール,第三級アルコールは,-OH基のまわりを炭化水素基が取り囲み,水素結合を形成しずらくするためと考えられます。
一般に,分子の形が枝分かれ状より,直鎖状の方が分子間力が強く,沸点が高くなる傾向があります。
これらより,沸点・融点の大きさを判断するときのポイントは,次のようになります。
Point !
① 分子の大きさ
一般に,分子量が大きいほど沸点・融点は高くなる。
② 分子の形
一般に,枝分かれ状より直鎖状の方が沸点・融点は高くなる。
③ 極性分子か無極性分子か
無極性分子より極性分子の方がクーロン力が働き,沸点・融点は高くなる。
④ 水素結合の有無
極性分子の中でも水素結合があれば,沸点・融点は高くなる。
⑤ 常温での状態
例えば.常温で液体のAと気体のBの物質があれば,当然Aの方が沸点は高いといえる。
□問題③
□解答 …… 正しい。
アルコールである1-プロパノール(分子量60)の沸点は97℃で,エーテルであるエチルメチルエーテル(分子量60)の沸点は7℃で,1-プロパノールの方が圧倒的に高くなります。これは,1-プロパノールはヒドロキシ基-OHをもち,分子間で水素結合を形成するため,沸点が高くなります。
□問題④
□解答 …… 正しい。
例えば,アルデヒドであるプロピオンアルデヒド(分子量58)の沸点は48℃,カルボン酸である酢酸(分子量60)の沸点は118℃,アルカンであるブタン(分子量58)の沸点は-0.5℃で,アルデヒドの沸点は,カルボン酸と比べると低く,アルカンと比べると高くなります。
これは,アルデヒドはカルボン酸のようにカルボキシ基-COOHを持たないので,同分子間で水素結合が形成されないため,カルボン酸より沸点は低くなります。
しかし,カルボニル基(-CO-)には,極性があるため,無極性分子であるアルカンより沸点は高くなります。
□問題⑤
□解答 …… 誤り。
例えば,エステルであるギ酸メチル(分子量60)の沸点は32℃,アルコールである1-プロパノール(分子量60)の沸点は97℃,アルカンであるブタン(分子量58)の沸点は-0.5℃で,エステルの沸点は,アルコールと比べると低く,アルカンと比べると高くなります。
これは,エステルは,アルコールのようにヒドロキシ基-OHを持たないので,水素結合は形成されないためで,
しかし,カルボニル基(-CO-)には,極性があるため,無極性分子であるアルカンより沸点は高くなります。
□問題⑥
□解答 …… 正しい。
例えば,アミンであるプロピルアミン(分子量59)の沸点は47℃,アルカンであるブタン(分子量58)の沸点は-0.5℃で,
アミンの沸点は,同程度の分子量をもつアルカンと比べるとはるかに高くなります。
理由は,アミン分子間で,NとHとで水素結合が形成されるため,アルカンよりは高くなります。
以上,分子量が同程度の化合物の種類による沸点の高さは,次のようになります。
Point ! 一般的な沸点の高さ(同程度の分子量)
カルボン酸＞アルコール＞アルデヒド,ケトン,エステル,アミン＞エーテル＞アルカン
きっちり正確な順番を覚える必要はなく,１番がカルボン酸で,２番がアルコール,３番目が同程度で,アルデヒド,ケトン,アミン。エステル,エーテル,アルカンの順に低くなる。と覚えるくらいで十分です。
□問題⑦
□解答 …… 正しい。
マレイン酸とフマル酸(分子式C4H4O4)は,不飽和の２価のカルボン酸でシス形のマレイン酸とトランス形のフマル酸は,幾何異性体の関係にあります。
融点は,フマル酸のほうがはるかに高くなります。
理由は,マレイン酸は分子間だけで水素結合をするのに対し,マレイン酸は,分子内でも水素結合もするので,その分,分子間の水素結合の数が減少するためです。
□問題⑧
□解答 …… 誤り。
アミノ酸の双性イオンが互いにクーロン力で強く結合して,イオン結合を形成しているので,他の有機化合物に比べて,融点は高くなります。(約220℃～340℃)イオン結合は,水素結合やクーロン力よりもはるかに強い結合です。
□問題⑨
□解答 …… 誤り。
飽和脂肪酸であるステアリン酸の融点は71℃,不飽和脂肪酸であるリノレン酸の融点は－11℃で,ステアリン酸の方がかなり高くなります。分子量がほぼ変わらなく,ステアリン酸の方が高いのは,ステアリン酸は,飽和脂肪酸で,直鎖状の形をしているので,分子同士が接近しやすく,分子間力が強く働きます。
一方,不飽和脂肪酸は二重結合をもち,すべてシス形をとり,二重結合を多く持つ分子ほど折れ曲がった形となっているため,分子同士の接近が妨げられ,分子間力が弱くなり,融点は低くなります。
□問題⑩
□解答 …… 誤り。
低分子化合物は,一定の融点を示しますが,高分子化合物は規則的な配列をとらないため,一定の融点は示しません。
加熱すると軟らかくなり,変形し始める温度を軟化点といいます。
お知らせです！！
感謝の気持ちを込めまして,『９・10月期間限定』で「積分計算早見チャート」(A4サイズ6枚, pdfデータ)
または
「油脂の計算問題 完全攻略チャート」(A4サイズ8枚,pdfデータ)
のいずれかを無料でプレゼント致します！(※pdfデータです。)
ご希望の方は
☆件名に
「無料チャート希望」
☆本文に
・希望するチャート名(「積分計算早見チャート」または「油脂の計算問題 完全攻略チャート」)
・氏名
・年齢
・メールアドレス
を記載して,「gaku-sアットマークh8.dion.ne.jp」までご連絡ください。
追って,ご希望の商品のpdfデータを添付してメール致します。
また,このチャートが気になるのでサンプルを見たい！という方など
お気軽に連絡くださいね。
拙著
『くらべてつなげてまとめる数学 (数学Ⅰ,A,Ⅱ,Bをネットワークでつなぐ)/文英堂』
￥1,296
Amazon.co.jp
も宜しくお願い致します。
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村
↓ランキングが見れます。↓
にほんブログ村