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2016年無機化学 まとめ
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１ 原子の基本的構造，原子の電子配置に関する設問
SBO：原子，分子，イオンの基本的構造について説明できる．原子の電子配置について説明できる．周期表に基づいて原子の諸性質を説明できる． 原子の基本的構造，原子の電子配置に関する設問
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問１．量子数に関して，基本的な事 項は理解しておく必要がある． 主量子数(n) 方位量子数（副量子数）(l) 磁気量子数(ml) スピン量子数 →テキストp.23 演習問題3.c． →2014年度期末試験1問１
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Naの基底状態での電子配置についての問題
テキストp.23 演習問題3.c． Naの基底状態での電子配置についての問題 11Na 1s22s22p63s1 方位量子数（副量子数）(l) 0,1,2,・・・,(n-1) 磁気量子数(ml) -l・・・+l
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問２．（選択問題）原子の構造に関する記述の 正誤問題 ★問１と同様，量子数について理解しておく． ★「縮重」など基本用語を理解しておく．
問２．（選択問題）原子の構造に関する記述の 正誤問題 ★問１と同様，量子数について理解しておく． ★「縮重」など基本用語を理解しておく． ★原子の基底状態での電子配置 （特に構成原理の例外について） がわかること． ※なお，必要な原子番号は与えられる．周期律表もあり． →2014年度期末試験1問２ →プリントp.7 演習問題５，６
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2014年度期末試験１問２ 原子の構造に関するa～dの記述のうち，正しいものの組合せは1～6のうちのどれか．番号で答えよ． a. 18族元素の最外殻電子はHeを除き，化学的に安定 なs2p6の電子配置をもっている． b. 24Crの基底状態での原子の電子配置は 1s22s22p63s23p63d４4s２である． c. 殻において，主量子数がnの殻には，電子がn2個ま で入ることができる． d. p軌道は磁場のないところでは，三重に縮重している． 1. (a, b) 2. (a, c) 3. (a, d) 4. (b, c) 5. (b, d) 6. (c, d)
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問３．ニホニウムという元素名が提唱されている元素の原子番号は何番？
記念すべき年なので聞いてみた． 理化学研究所ホームページより 森田浩介 博士
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２ SBO：代表的な典型元素と遷移元素を列挙できる． 1族・2族元素，ヨウ素に関する設問
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Liを除いて，アルカリ金属の炭酸塩は熱的に安定である．
LiはN2と反応する 3Li + 1/2 N2 → Li3N → 3 LiOH + NH3↑ Mgも同じ反応をする（N2中で燃焼させると） 生成物は Mg3N2 炭酸リチウム（抗躁薬）は，熱的に不安定である． →加熱により酸化リチウムとなる． Li2CO3 → Li2O + CO2 Liを除いて，アルカリ金属の炭酸塩は熱的に安定である． D
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１族，２族 共通の性質 アルカリ金属 ～有機化学への応用～ 強い還元性を示す 還元剤 として用いられる Naは液体アンモニア
(bp -33℃)に溶けてかなり 安定な深青色溶液となる 強い還元性を示す １族，２族 共通の性質 還元剤 として用いられる
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Birch還元 ベンゼン・ナフタレンのような安定な化合物も 還元される
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下剤 浸透圧の差により，水分吸収 阻害による腸内水分量の増加 ↓ 便の膨大・軟化 腸壁の伸展受容器刺激 蠕動運動亢進
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医薬品としてのヨウ素 ① I2 + H2O → HI HIO 黒紫色の固体 昇華性 酸化作用により 殺菌力を示す ②
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医薬品としてのヨウ素
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医薬品としてのヨウ素 KI 安定ヨウ素剤 放射線障害予防として用いられる 放射性ではないヨウ素をヨウ化カリウム の形で製剤したもの
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ゼリー状ヨウ素剤、原発周辺自治体に配布へ ９月から
ゼリー状ヨウ素剤、原発周辺自治体に配布へ ９月から 2016年7月13日 朝日新聞 内閣府は１３日、原発から３０キロ 圏の全国の自治体に対し、乳幼児 向けの安定ヨウ素剤３０万人分の 配備を始めると発表した。 重大事故の際、放射性物質が甲 状腺に取り込まれるのを防ぐ目的 で、自治体からの配布対象となる ３歳未満の乳幼児は約１１万５千人。
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2015年期末試験1問4 a. イオウを含む軟膏は，にきび，慢性湿疹などの治療薬として用いられている．これはイオウ元素自身が強い殺菌作用を有しているからであるが，実際には，その一部は，細菌によって硫化水素やペンタチオン酸H2S5O4等に変換され，不活性化されてしまう． b. すべてのアルカリ金属の炭酸塩は熱に安定で ある． c. ヨウ素(I2)ポビドン（polyvinylpyrrolidone） と複合体を形成し、その複合体はポビドンヨー ドとして殺菌・消毒薬として用いられる． d. 放射線障害予防として用いられる薬剤に，安 定ヨウ素剤があるが，これは放射性ではないヨ ウ素をヨウ化カリウム(KI)の形で製剤したもの である
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3 SBO：代表的な典型元素と遷移元素を列挙できる． ホウ素に関する設問
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B(OH)3 ＋2H2O ⇄ B(OH)4- + H3O+ (pKa = 9.24)
問１．（説明問題）ホウ酸が酸性を 示す理由は？ →テキストp.114式(5.13) ① B(OH)3 ＋2H2O ⇄ B(OH)4- + H3O+ (pKa = 9.24) オキソニウムイオン （ヒドロニウムイオン) 一塩基酸 酸－塩基平衡 0.1 mol/L水溶液でpHが5.1程度の弱酸性 ②
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たとえば，B-H間の結合長はどうなっているか．（具体的な数値は必要なし）
問２．（穴埋め）ジボランの構造に関する問題． ホウ素の水素化物としてジボランはよく知られている． ジボランは，三中心二電子結合を有し，その構造はユニークである．構造の特徴を把握する． たとえば，B-H間の結合長はどうなっているか．（具体的な数値は必要なし） →プリントp.27，p.28演習問題21問１，テキストp.53
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２１．ホウ素に関する次の文章に関して，以下の問い に答えよ． ホウ素の水素化物としてジボランはよく知られている．
プリントp.28 演習問題２１ ２１．ホウ素に関する次の文章に関して，以下の問い に答えよ． ホウ素の水素化物としてジボランはよく知られている． ① ジボランの構造はユニークである． また，③ジボランは非常に反応性に富んでいる． 問１．下線部①に関して，以下の問いに答えよ． 下図に示したジボランの構造式において２つのＢ－Ｈ結合の 結合長a, bの大小関係を示す次式の空欄に＞，＜，＝の いずれかを埋めよ a b
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問３．(反応式) ジボランは非常に反応性に富んでいる化合物である．水や酸素などと容易に反応する．その反応式は？ →プリントp.27，p.28演習問題22問１, →テキストp.113式(5.11)(5.12)
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４ SBO：窒素酸化物の名称，構造，性質を列挙できる．一酸化窒素の構造に基づく生体内反応を化学的に説明できる．分子軌道の基本概念について説明できる． 窒素酸化物に関する問題
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問１～３．第二回レポート課題１の一酸化窒素バージョン．（ちなみに，第二回レポート課題１は北海道大学大学院の入試問題を改変したもの．）
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問４．一酸化窒素の性質に関する正誤問題 →演２９ 問１，問３，演３０問２ →2013年期末試験２問１，2014年期末試験４問２，2015年期末試験２問２，プリント p.30 下，テキスト p.69図3.50 など
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① 1) 2) 3) bp －151.7℃ 無色気体 ② 遷移金属と錯体を形成 ③ 血管拡張作用
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狭心症治療薬の構造 ニトログリセリン (nitroglycerine) 亜硝酸エステル グリセリンの トリ硝酸エステル
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NO ＜ NO+ 一酸化窒素NOの結合次数(BO) = 2.5 ↓ 常磁性 ラジカル種 ニトロシルカチオンNO+の結合次数(BO) = 3
↓ 常磁性 ラジカル種 ニトロシルカチオンNO+の結合次数(BO) = 3 ↓ 反磁性 安定性 NO ＜ NO+
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2015年期末試験２問２ 一酸化窒素に関する以下の文章a～dの記述の正誤について，正しい組み合わせを右の1～9の中から選べ． a 一酸化窒素は反磁性化合物であり，ニ トロシルカチオン(NO+ )は常磁性化合物で ある． b 一酸化窒素中の窒素の酸化数は+II であ り，常温で気体である． c 一酸化窒素の結合次数(BO)は BO = 2.5 であり，ニトロシルカチオン(NO+ )の結合次 数(BO)は BO = 2 である． d 一酸化窒素には麻酔性が有り，医療現 場で使われている．
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問５．ニトロ化に関わる化学種（反応式） 濃硝酸と濃硫酸の混酸から，さらに強力なニトロ化剤となる化学種が生成して，ベンゼンなどの安定な化合物を簡単にニトロ化する． この化学種は，ニトロイルイオン(nitroyl ion, NO2+)である．より強力なニトロ化剤という表現は，濃硝酸そのものがニトロ化剤であるからである． ニトロイルイオンの生成において，硝酸は塩基として作用することになる． ニトロイルイオンの生成する反応式を問う． →テキストp.120 式(5.22)
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Mechanism Lewis base Lewis acid nitroyl ion (nitronium ion)
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５ 硫黄，リン，ハロゲンの オキソ酸に関連する問題
SBO：代表的な無機酸化物，オキソ化合物の名称，構造，性質を列挙できる．リン化合物および硫黄化合物の生体内での機能を化学的に説明できる． 硫黄，リン，ハロゲンの オキソ酸に関連する問題
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問１．（選択問題）骨粗しょう症の治療薬として，ビスホスホネート系薬剤の代表例としてアレンドロン酸ナトリウム水和物を取り上げて学んだ．
服用時にはいくつかの注意事項があったが，その中で， ミネラルウォーターや牛乳で飲まない， という注意事項があった． この理由は，カルシウムイオンやマグネシウムイオンが薬剤の吸収を抑制するからである． なぜ抑制される？→キレート （アレンドロン酸ナトリウムの構造は明記されているので覚える必要はない） →講義時使用スライド，板書
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70歳女性。 腰痛を訴え来院した。骨密度が低下していることが明らかになり骨粗しょう症と診断され、以下の薬剤が処方された。 (処方１） アレンドロン酸錠３５ｍｇ １回１錠（週１錠） 週１ 回起床時４ 日分 (処方２） ケトプロフェン テープ ４０ｍｇ（１０×１４ｃｍ非温感）２８枚 １ 日１ 回腰に貼付
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処方１のアレンドロン酸錠の服薬指導で誤っているのはどれか。２つ選べ。
１ 胃腸障害を起こしやすいので服用後なるべく早く食 事をとってください。 ２ カルシウム、マグネシウム等の含量の高いミネラル ウォーターでは飲まないようにしてください。 ３ この錠剤は溶け易いので、少量の水で飲んでも構い ません。 ４ 服用後少なくとも３０分は横にならないでください。 ５ 服用を忘れて、朝食をとってしまった時は、翌朝の 起床時に飲んでください。 １，４
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BP製剤
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ミネラルウォーターや牛乳での服用は不可 キレート形成により，吸収遅延
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問２．（選択問題）オキソ酸およびその塩で，還元性を示す化合物を選択する問題．
→2015年期末試験3問１と同じタイプの問題 →テキスト，プリント，講義で還元性を有する化合物という記述には注意 この設問において出てくる化合物はすべて英名で記載しているので，英名から化学式に変換できないといけない． sulfuric acid, sulfurous acid, thiosulfuric acid, sodium thiosulfate, orthophosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, nitric acid, nitrous acid, chloric acid, hypochlorous acid, metaperiodic acidなど その代わり，化学式から英名を答えさせる設問は，本テスト中はない．また，錯体に関しても，その英名を問うことはない．
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S H2SO3 H2SO4 H2S2O3 H2SnO6 sulfurous acid 亜硫酸 sulfuric acid 硫酸
還 H2SO3 H2SO4 H2S2O3 還 ① ② ③ sulfurous acid 亜硫酸 sulfuric acid 硫酸 thiosulfuric acid チオ硫酸 ④ H2SnO6 polythionic acid ポリチオン酸
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Halogen HClO HClO2 HClO3 HClO4 HIO4 hypochlorous acid 次亜塩素酸 chlorous
① ② ③ hypochlorous acid 次亜塩素酸 chlorous acid 亜塩素酸 chloric acid 塩素酸 ④ perchloric acid 過塩素酸 HIO4 ⑤ metaperiodic acid メタ過ヨウ素酸
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HClO hypochlorous acid NaClO sodium hypochlorite
還 H2S2O thiosulfuric acid Na2S2O3 sodium thiosulfate ① 還 HClO hypochlorous acid NaClO sodium hypochlorite ② HNO3 nitric acid NaNO3 ③ sodium nitrate
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P H３PO4 H2PHO3 HPH2O2 phosphonic acid ホスホン酸 phosphinic acid ホスフィン酸
還 還 H３PO4 H2PHO3 HPH2O2 ① ② ③ phosphonic acid ホスホン酸 phosphinic acid ホスフィン酸 (ortho)phosphoric acid リン酸
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問３．Sodium thiosulfuric acidによる
シアン化物イオンの解毒剤・解毒機構 CN-→SCN- →プリントp.49, 講義時板書 →201５年期末試験３問２，演習問題53 など
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Na2S2O3 CN-の解毒剤
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