単原子分子

質問

単原子分子

(A)He(B)Be(C)F(D)Ne(E)Na(E)Na(F)Cl(G)K(H)Ca
この中で常温・常圧で単原子分子であるものを選べ。

教えてほしいところ
自分は単原子分子とは分子を構成している原子の数が１つのものと解釈していました。
よって、He,Be,Ne,Na,K,Caと考えました。
この考えが誤りである理由を教えてください

回答No.6

htms42 · ベストアンサー

私は「単原子分子」という概念を認めない立場です。
化学の場面において、単原子分子を認めなければいけない場面は存在しないと思っています。
気体分子運動論においてそのような用語が使われてきたということは確かです。主に物理の人によってです。それに化学の分野の人が追随したのです。分子という概念を作り上げてきたのは化学の分野です。気体として存在する微粒子はすべて分子であるなどという雑な議論にしたがう必要はないのです。それを取り入れたような定義を認めてきたのは理論物理に対する化学の分野のコンプレックスの現れです。（物理の教科書に載っているワイスの「分子磁石」での「分子」という言葉の使い方はもっと雑です。単に「ミクロ」な磁石というだけの意味しかありません。でもそれを基にした「分子場近似」という言葉が物理の学術用語集に載っているのですから困ったことです。さすがに最近はよほど鈍感な人以外は「平均場近似」という言葉を使うようになっていると感じています。）

単原子分子という表現を認めるのであればそれを基にして物質を分類する枠組みを作り上げて行かなければいけないはずです。
すべての元素は高温では原子として存在すると考えていいでしょう。集合状態はある程度温度が下がってからしか存在しません。太陽の中には原子状水素が存在します。核融合でヘリウムに変わっていく材料です。どの恒星でも似たような状況でしょう。単原子分子を認めるのであれば太陽の中には水素分子が存在すると言っていい事になります。でも宇宙の事について書いてあるどの本の中でも原子状の水素があるという事は書いてあっても分子状の水素があるとは書いていないはずです。区別しています。
金属の蒸気もすべて分子と言っていいはずです。そういう表現はどこにもありません。
分子状のＮａと言えばＮａ２が存在するという事を言いたいときに使う表現です。Ｎａ１つであれば原子状のＮａです。
単原子分子を認めると言っていながら、気体分子運動論（その中での比熱のところ）以外では使っていないのです。不活性元素（希ガス）だけに当てはまるというような適当な使いう方をしているのです。不活性元素の別称であると説明しているいる文章もよく見ます。そうであれば単なるニックネームです。化学の学術用語ではありません。

単原子分子を認めれば物質の最小単位は分子であるという事になります。原子は分子を作る素材だという意味であって物質として存在する最小単位ではないという立場です。素材になる原子の数が１つ、２つ、３つ、・・・といろんな場合があります。高温ではすべて単原子分子であり、温度が下がるにつれて多原子分子に移って行くということです。
気体として存在する原子の間に働く引力はファンデルワールス力しかありません。その意味ではＨｅもＨもＮａも同じです。いくつかの原子がくっついて初めて異なる力が働き始めます。その力の性質の違いによって物質を分類することができます。金属の特徴というのは原子１つでは出てきません。集合体の性質です。
同素体の数も変わってきます。高校の化学の教科書はあちこち書き換えが必要になります。

ＩＵＰＡＣが１９９４年に出した勧告で「分子とは原子２つ以上でできたもの」という定義を出しました。
Ｇｏｌｄ　Ｂｏｏｋの記述はそれを基にしたものです。
http://goldbook.iupac.org/M04002.html

ＧｏｌｄＢｏｏｋ　第２版が１９９７年、ｏｎ－ｌｉｎｅ版が２００６～となっていますからこの内容は確定したものでしょう。
英語版の化学用語辞典では現在、すべてｎ＞１に統一されています。古い版にはｎ≧１が載っています。

アトキンスの教科書（９ｔｈ　ｅｄ．ｐ２）では
・・・molecules in which atoms are linked by covalent bonds
と書かれています。

去年　イギリスのｃｏｌｌｅｇｅに勤めているいる友人に
同じ職場の人たちが分子とは原子の数が≧１、＞１のどちらであると思っているか
を聞いてもらいました。
「ｎ＞１に決まっている」、「なぜそういう質問をするのか」とだいぶ不思議がられたそうでした。
勧告から１５年もたっているのですから当然でしょう。

バーロの物理化学の教科書では
第６版に「単原子分子」という言葉が出てきます。
前の版では「単原子気体」と書かれていたところでしたので不思議に思いました。
英語版を見ると"mono-atomic gases"
と書かれています。翻訳者がかってに書き換えているのです。（第５版までの翻訳者と第６版の翻訳者は別の人です。）
「単原子分子」という用語は日本ではかなり根深いものであるように思います。

回答No.5

SortaNerd_

>自分は単原子分子とは分子を構成している原子の数が１つのものと解釈していました。
ここは正しいです。
>よって、He,Be,Ne,Na,K,Caと考えました。
違います。
見たところ、化学式で元素記号に数字が付いていない⇒分子を構成している原子の数が1つという解釈をしたのではないかと思いますが、これが間違いです。
数字が付いていない意味は2通りあって、まず一つは単原子分子を表すもの。
もう一つが、金属結合などでいくつでも限りなく結合できるものです。こちらは文脈によっては∞記号を右下に付けて書くこともありますが、この書き方で考えると分かりやすいと思います。

回答No.4

Tacosan

その辺は, 実際には IUPAC でも混乱してますけどね＞#1.
Gold Book では「2個以上」と明示されているんですが, Red Book では 1個の場合でも「molecule」と呼んでたりします (そう解釈しないとおかしな記述が存在する).

回答No.3

nananotanu

目の前に実際に物質を持ってきた場合、例えばHeは1個の原子が単独で飛び回っていますけど、Naは(電気的に、とはいえ)無限個の原子がお互いに結びついていますよ～

質問者様の考え方で言っても、決して原子の数が1つにはならないと思いますが…

もしかして、元素[の種類]が１つ、と混同されていませんか？

回答No.2

SouheiK

常温・常圧で単原子分子ということなので、基本的には希ガス類のみかと思います。

　単原子分子＝原子間の相互作用が無視できるほど極めて小さい分子

かと思います。
要するに原子同士が干渉せず、勝手に動き回るって感じですね。
なので、原則は気体です。

例えば、アルカリ金属(1族元素)は原子間の相互作用が低い分類に入るため、高温で気化して単原子分子となることもあるし、
ハロゲン(17族元素)は紫外線照射により短い寿命だけども単原子分子にすることもできるし、
宇宙空間の様な厳しい条件下では窒素や酸素ですら単原子分子として存在します。

今回の場合は常温・常圧ってことで、普通の何も手を加えない状況でってことになりますね。

普通に考えて、固体ないし液体であろう物質は当然単原子分子ではないと考えられます。
なんらかの原子間相互作用によって、液状ないし固体という"形"を保っている訳ですから。
また気体でも、酸素や窒素やハロゲンのように2原子分子を構成する物は外れます。

ということで、希ガスのみ(He,Ne)を選択するのが正しいのかと。

ちなみに、BeやCaなどのアルカリ土類金属(2族元素)は、アルカリ金属に比べて共有結合性が強いのかなぁとか思ったりします。

回答No.1

bxd88442

単原子分子という
　言葉が
　あるのでしょうか。
　一つの原子で
　分子を
　形成している
　構成は無理では。