ハロゲン単体の沸点は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の順に高くなり、常温で塩素は気体…
ハロゲン単体の沸点は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の順に高くなり、常温で塩素は気体、臭素は液体、ヨウ素は固体である。この順に沸点が高くなる主な理由として、最も適切なのはどれか。
- ⑴ 分子が大きくなるほど、分子のもつ永久双極子が大きくなり、強く引き合うため。同じ原子2個からなるハロゲン分子は無極性で、永久双極子をもちません。
- ⑵ 分子が大きくなるほど、分子どうしが陽イオンと陰イオンになってイオン結合をつくるため。ハロゲン単体の分子どうしはイオン結合をつくらず、分子間力で集まっています。
- ⑶ 分子が大きくなるほど、分子の中の原子間の共有結合が強くなり、切れにくくなるため。沸点は分子間力で決まり、分子内の共有結合はむしろヨウ素の方が弱くなります。
- ⑷ 分子が大きく電子雲がゆがみやすくなるほど、分子間に働く分散力が強くなるため。無極性分子の間に働く分散力は、分極しやすい大きな分子ほど強くなります。
- ⑸ 分子が大きくなるほど、分子どうしの間に水素結合が多くつくられるため。ハロゲン単体の分子は水素をもたず、分子間に水素結合はつくられません。
解説
正解は⑷です。ハロゲン単体は同じ原子2個からなる無極性分子で、分子どうしに働く主な力は分散力です。分散力は電子雲の瞬間的なかたよりによって生じる引力で、分子が大きく電子の数が多いほど電子雲がゆがみやすくなり、強くなります。そのためフッ素からヨウ素の順に分子間力が強まり、沸点が高くなります。水素結合や永久双極子による引力は、ハロゲン単体では働きません。
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