銅やアルミニウムをたたくと薄く広がり、線のように長く延ばすこともできます。また、…
銅やアルミニウムをたたくと薄く広がり、線のように長く延ばすこともできます。また、これらは電気や熱をよく伝えます。こうした金属の性質の理由として最も適切なものはどれか。
- ⑴ 金属の中では電子が原子核に強く引きつけられて動けず、原子の並びだけがずれやすくなるためである。電子が動けないと電気も熱も運べません。金属では一部の電子が原子から離れて自由に動いています。
- ⑵ 原子の間を自由電子が動き回って結合しており、原子の位置がずれても結合が保たれるためである。金属結合は自由電子が介在する結合で、自由電子が電気や熱を運び、原子の位置がずれても結合を保ちます。
- ⑶ 原子どうしが共有電子対をつくって強く結びついており、その共有電子対が結晶の中を動き回るためである。共有電子対は結合している原子の間にとどまります。結晶の中を動き回るのは金属の自由電子です。
- ⑷ 陽イオンと陰イオンが静電気的な引力で規則正しく並んでおり、力を加えても並びがくずれず、イオンが電気を運ぶためである。これはイオン結合でできた物質の説明です。この種の固体は強い力を加えるとくずれ、固体では電気を通しにくいです。
- ⑸ 金属の原子は分子をつくって集まっており、分子どうしを結ぶ力が弱いため、力を加えるとずれるためである。金属は分子をつくらず、原子と自由電子が全体でつながっています。力を加えても結合は保たれます。
解説
正解は⑵です。金属では、原子から離れた電子が金属全体を自由に動き回り、この自由電子が原子どうしを結びつけています。自由電子が電気や熱を運ぶため、金属は電気伝導性と熱伝導性が高くなります。また、力を加えて原子の位置がずれても自由電子が結合を保つので、たたくと薄く広がる展性や、線のように延びる延性を示します。鉄やアルミニウム、銅などに共通する性質は、この金属結合から説明できます。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。