分子式について

質問

問題を解いていて、あっているかわからないので、誰か教えていただけませんか。

問　次の化学式のうち、分子式には(1)、組成式には(2)をマークしなさい。
　　１:O2　２：CO2 ３：NaCl ４：HCl ５：CuO

自分なりの解答
　　１：(1) ２：(1) ３：(2) ４：(2) ５：(2)

　　※１と２は分子式でたぶん正しいと思うのですが、
　　　３、４，５の自分なりに考えた理由を書きます。
　　　３はイオン結合のため、イオン結晶では、組成式で表すため。
　　　４は共有結合のため、共有結晶では、組成式で表すため。
　　　５はイオン結合のため、イオン結晶では、組成式で表すため。

３，４，５においては結晶のことは考えなくていいのでしょうか？特に、４のＨＣｌは分子式では？と思っています。

よろしくお願いします。

回答No.5

potachie

追伸です。何気なく共有結晶を理解されているという前提にしてしまっていましたので、一応、追記しておきます。

共有結合だけで出来ている結晶を共有（結合性）結晶といいます。
代表は、ダイヤモンドと黒鉛（グラファイト）、水晶（ＳｉＯ４）などです。特徴は、結合が大変硬く、物理的にも化学的にも安定していることです。
共有（結合性）結晶は、分子を形作っていないので、当然、組成式 で表します。
今回の問いには、共有結晶の例は出ていませんね。なので、ご質問の４の部分は間違いです。

ご質問の中には、共有結晶、イオン結晶の２種類が出ていますが、他に私の回答で書いた分子性結晶と、さらに他に金属結晶があります。
分子性結晶は、他の方が書かれているように、共有結合と、分子間力の２つの力で結晶が出来てます。分子間力は分子と分子をつなぐ力で「結合」と呼ばないように、ちょっと弱い結びつきです。
ただ、世の中には本当に「共有結合」だけで結晶が出来ているものがあり、その代表が、ダイヤモンドと水晶です。これを共有結晶（共有結合性結晶）と呼んでいます。

回答No.4

potachie

★★★
２つ質問させてください。
(1)塩化水素は気体だから分子式であることはわかったのですが、
potachieさんの回答では、ＨＣｌは
「４　塩化水素　→　（１）（２）の両方にマーク」
とありましたが、組成式も当てはまる理由がまだよくわかりません。
★★★

「組成式」というのは、その物質の成分（元素）のモル比率（原子の数の割合）を式に並べただけのものです。
ということは、分子を作る物質にも、「組成式」はあります。ということで、分子を作る物質には、「分子式」と「組成式」の２つがあるわけですね。
先の例で、酸素（分子）の分子式はＯ２ですが、組成式は単に割合を並べただけなので、Ｏ　です。（酸素しかないので、組成式では２は省けます）
ＨＣｌとＣＯ２は、分子式と組成式が同じです。

教科書か、インターネットで、一度、「組成式」のきちんとした定義を確認してみると、納得できるかと思います。
ドライアイスは分子性結晶ですよ。共有（結合性）結晶ではありません。ただ、ドライアイスの分子式ＣＯ２は、これ以上カンタンな表記にできないでしょう？　だから、これは分子式でもあるし、組成式でもあるんです。
先の回答に書いたように、分子を作る物質にも組成式は書けるんです。
物質は、分子式か、組成式しか書けないと思っているところが間違いです。分子式が書ける物質は組成式も書け、これ以上カンタンに出来ない分子式は、組成式でもあるんです。
ただ、それだけのことです。あまり複雑に考えないでね！

回答No.3

potachie

正解は他の方の回答にありますので、考え方だけ。

気体は、必ず分子です。（例外もないわけではありませんが）分子は、よほど強大な分子量にならない限り、気体になります。

酸素、二酸化炭素、塩化水素　は、気体になりますよね。なので、分子式が存在します。
ドライアイス、ナフタレンなど、分子性の固体はありますが、これは気体になりますよね。

逆に、
イオン結晶、共有結合性結晶（共有結晶）は、気体になりません。イオン結晶の、塩化ナトリウム、酸化銅は加熱すれば液体にまではなりますが、まともな条件では気体にはなりません。液体はイオンが自由に動く状態で、結合力が強すぎて、気体になれないんです。
共有結合性結晶は、それ以上に結合が強いので、液体にすらなりません。
ということで、こいつらは、気体にならない＝分子を持たない　ので、分子式はありません。
厳密にいうと、分子を持たないというよりも、結晶そのものが巨大な分子なんです。巨大過ぎてたとえばＮａ１０００００Ｃｌ１０００００なんて書いてもまだ足りない位に大きいので単に元素（原子）の比だけを並べて示すということにしているんです。

塩化水素は、塩酸を加熱したときに出てくる気体（というか、塩化水素が水に溶けたのが塩酸ですが）です。気体＝分子ということで、分子式があります。

ところで、ご質問の問題には、誤りがあります。学校や塾の問題なら、先生をイジメテみましょう。
分子式があるものでも、組成式はあります。例えば、ベンゼンという物質は、分子を作っていて、Ｃ６Ｈ６という分子式になりますが、この組成式はＣＨです。

問　次の化学式のうち、分子式には(1)、組成式には(2)をマークしなさい。
　　１:O2　２：CO2 ３：NaCl ４：HCl ５：CuO

ということですが、
酸素（分子）は、分子式 ０２、組成式Ｏ　です。
塩化水素（分子）は、分子式　ＨＣｌ、組成式　ＮＣｌ　です。
二酸化炭素（分子）は、分子式　ＣＯ２、組成式　ＣＯ２　です。
ということで、この問題を正しく答えると、
１　酸素　→　（１）のみにマーク
２　二酸化炭素　→　（１）（２）の両方にマーク
３　塩化ナトリウム　→　（２）のみにマーク
４　塩化水素　→　（１）（２）の両方にマーク
５　酸化銅　→　（２）のみにマーク
となります。

この手の問題集を仕事で作っているモンで、こういういい加減な問題は許せなかったりします。。。

補足

わかりやすい回答ありがとうございます。

２つ質問させてください。
(1)塩化水素は気体だから分子式であることはわかったのですが、
potachieさんの回答では、ＨＣｌは
「４　塩化水素　→　（１）（２）の両方にマーク」
とありましたが、組成式も当てはまる理由がまだよくわかりません。

(2)ＣＯ２についてです。
なんとなくＣＯ２は気体だから分子式ではと考えていたのですが、回答を読むうちに、ＣＯ２が組成式も当てはまることがよくわかりません。この組成式はドライアイスがＣＯ２の共有結晶だからなのでしょうか？

大変申し訳ありませんが、解説をお願いします。

回答No.2

noname#160321

＃１のお答え通りなのですが、ご質問者自身が混乱されているようなので、その点だけ。
>３はイオン結合のため、イオン結晶では、組成式で表すため。
これはその通り。
>４は共有結合のため、共有結晶では、組成式で表すため。
これって共有結合なのになぜ「組成式」に。なっちゃうのでしょうか?
書き間違えのように思えます。
「共有結合」「のみ」で出来ていると「分子」があるので、分子式になります。
「共有結合」があっても「イオン」であれば「組成式」になります。
Ｎa2ＳＯ4の場合、ＳＯ4^(2-)の部分は共有結合で出来ていますが、全体はイオン性結晶なので「組成式」になります。

回答No.1

BookerL

塩化水素は常温で気体であり、Ｈ原子１個とＣｌ原子１個の結びついた分子なので、ＨＣｌは「分子式」かと。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A1%A9%E5%8C%96%E6%B0%B4%E7%B4%A0