• ベストアンサー

水の分子の直径についての問題です.

水の分子の直径についての問題です. 「水分子1個の質量は何kgか.また,水分子の直径はおよそいくらか.?で表せ.ただし,水の分子量は18,1?=10^(-10)[m]である.」 という問題の直径を求める問題が分かりません. そもそも水分子は,水素原子2個が酸素分子1個に一直線上にならないようにくっついています. その直径とはどこのことを指すのですか?

  • 化学
  • 回答数3
  • ありがとう数11

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • htms42
  • ベストアンサー率47% (1120/2361)
回答No.3

問題文はこれだけですか。 省略されていませんか。 これだけであれば意味のない問題になります。 >水の分子量は18、 の後ろの式は何ですか。 多分オングストローム(Aの上に「。」のついた記号)だと思います。 この単位が出ているということは水の分子の中のH-Oの結合の長さが与えられているのでしょう。 問題文がかなり省略されているように思います。 水の密度、アボガドロ数が与えられていて 1.分子1つ当たりの体積はいくらになるか。 2.水の分子の形を球だとすると半径はいくらになるか という問いだとすれば意味はあります。 「球だとすれば・・・」の部分を「立方体だとすれば一辺の長さはいくらになるか」と変えてもかまいません。 これで計算すると一辺の長さが約3×10^(-8)cm=3×10^(-10)mになります。 与えられているオングストローム(Aとします。)であらわすと3Aです。 液体の水の体積を分子数で割って出した分子1つ当たりの体積と 結合の長さから出した分子1つの体積とを比べるという立場であれば分子の直径を見積もってみようというのも納得できます。水の分子の形は球ではありませんが比較のために球を考えるというのは1つの方法です。 与えられているH-Oの距離(約1A)からH-O-Hの大きさを考えます。 H-O-Hを伸ばしても、曲げても上で求めた長さに届かないということが分かるとおもいます。  水の中で水の分子は分子1つ当たりの空間の数分の1の体積しか占めていないのです。すかすかです。 この時水の分子1つの占める空間としてOを中心として半径がOHの長さの球を考えることができます。直径3Aの球の中に直径2Aの球があるとすると体積は半分以下です。折れ曲がっているからということであれば直径2Aの半球で考えてもいいです。もっとすきすきになります。 氷の結晶は水よりも少し密度が小さいです。もっと隙間があるということになります。 この隙間を単純に分子と分子の間の隙間であるとするのは無理があります。結晶構造の隙間です。 氷が解けて水になっても体積の変化は1割以下です。上で見たのは2倍以上の体積の違いがあるということです。水になっても氷のときの結晶構造がかなり残っている、その結晶構造の隙間がそのまま水の中に存在していると考えられます。 気化熱の値が融解熱の値の7倍ほどあるということは氷のときの構造の大半が水の中でも残っているということの証拠であると書いてあるものもあります。 氷の結晶は正4面体を基本にした六方晶です。でも図としては立方晶のダイヤモンド型の方が見つけやすいでしょう。ダイヤモンド型の場合、立方体の各辺を半分に切ってできる8個の小さい立方体の半分、4つに水の分子があります。残りの4つの立方体は空っぽです。 上で考えた水分子H-O-H1つで球を考えるというのは無理があるとも言えますが水分子の作る正4面体を球に置き直すというのだとそれほど違和感は感じませんね。

marimmo-
質問者

お礼

ありがとうございます. 色々仮定して考えればいいのですね. およその場合だとこれしかないようです. これからもよろしくお願いします.

その他の回答 (2)

  • matumotok
  • ベストアンサー率35% (431/1203)
回答No.2

こんにちは。 この問題、悪問の典型ですね。貴方の疑問はもっともであり、なにをもって直径とするのかの仮定がなければ答えられるはずがありません。 「貴方の右腕の直径はいくらか?」 「プリウス最新型の直径はいくらか?」 「佐渡島の直径はいくらか?」 こんなもん答えられるはずがありません。これと同様に答えられるはずがない悪問なのです。出題者がバカだとこうした悪問が出されます。 したがって「問題に不備があるので解答することはできない」というしかありません。

marimmo-
質問者

お礼

ありがとうございます. 問題が省略されすぎて何が何だか分かりませんでした. これからもよろしくお願いします.

  • nananotanu
  • ベストアンサー率31% (714/2263)
回答No.1

単に体積から(球と仮定した時の)平均の直径を出せ、という問題じゃないですか? だから「およそ」

marimmo-
質問者

お礼

ありがとうございます. 密度,体積や分子量などから見かけ上の直径を出せばいいのですね. これからもよろしくお願いします.

関連するQ&A

  • 水(H2O)について

    現在中3です。化学の問題について教えてください。 気体状態の水(水蒸気)がある。 1.この水1mol中に水素分子は何molあるか。 2.この水1mol中に酸素原子は何個あるか。 3.水素原子を6.0*10Π23個含む水がある。この水の分子数はいくらか。 4.水素原子を2mol含む水がある。この水の質量はいくらか。 ただしアボガドロ定数は6.0*10Π23とし、原子量をH=1.0、O=16とする。 よろしくお願いします。

  • 分子量

    水分子には水素原子と酸素原子のどの同位体からなるかで何種類か考えられますが、水素元素と酸素元素の平均原子量をもとにした水の分子量と、(存在しうる水分子の相対質量)×(その存在比) を足し合わせたものとは厳密に一致するのでしょうか? また一般の化合物に関してはどうなるのでしょうか?

  • 水分子について

    いつもお世話になっています。 水分子の極性についてなのですが、水分子は酸素原子を中心に左右?の水素原子と結合していますが、この水素原子の角度は103.4°という角度になっていると思います。 この水分子の配列を変更して、直線配列にする方法はあるのででしょうか? 不安定な状態となるため、不可能なのでしょうか? 熱エネルギーとかを加えれば・・・等、色々調べてみましたが、判りませんでした。 どなたかご存知の方いらっしゃいましたら教えていただけないでしょうか?宜しくお願いします。

  • ...molの問題

    水分子が1.2×10の24(乗?)個ある。次の問に答えよ。 (1)水素原子Hは何mol含まれるか。 (2)酸素原子Oは何mol含まれるか。 次の問に答えよ。原子量は、H=1.0 O=16とする。 (1)水素原子1molの質量は何gか。 (2)水素分子1molの質量は何gか。 (3)水分子36gは何molか。 (4)酸素分子48g中には何個の酸素分子が含まれるか。 次の問の答えよ。 (1)酸素分子1molは標準状態で何Lを占めるか。 (2)窒素分子が標準状態で44.8Lを占めるとき、そこには何molの窒素分子が含まれるか。 (3)水素分子が標準状態で44.8Lを占めるとき、そこには何個の水素分子が含まれるか。

  • アボガドロ数から計算する原子や分子の数

    よろしくお願いします。  水10m/l中に含まれる水素原子の個数について、最も妥当なのはどれか。  ただし、水の密度を1.0g/mlとしH,Oの原子量はそれぞれ、1、16、  アボガドロ定数は6.0×10(^23)とする  という問題なのですが解答を見ると、   水10gの質量/18g/molで0.56(mol)、   0.56×6.02×10(^23)×2=6.7×10(^23)  なのですが    6.02と、2を掛ける理由がわかりません。      (水素原子が2個だからですか?とすると    水の分子数を問う問題なら2を掛ける必要はないのでしょうか?)   以前、別の問題でメタン(CH4)の分子数を問う同じような問題の時は   単にアボガドロ数と原子量を掛けていたので今ひとつ理由がわかりません。          どうぞよろしくお願いします。  

  • 酸素原子2個と酸素分子1個はどちらが軽いのでしょうか

    酸素原子2個と酸素分子1個はどちらが軽いのでしょうか?  1個の中性子と1個陽子の質量を別々に測ったものを足し合わせた数字と重水素の原子核の質量は違うという話を聞いたことがあります。 ここでも同様なことが起こりうるのでしょうか。 それともまったく同じ値になるのでしょうか。 考えていたらよくわからなくなったので誰か助けてください。

  • 水分子の質量は減少しますか

    初歩的な質問で恐縮ですが、 よろしくお願いします。 酸素分子と水素分子が化学結合して 水分子をつくるときに、 放出されるエネルギーの分 ごくわずかな質量欠損がありますか。

  • 熱力学 分子直径について

    以下の問題の解き方を教えてほしいです。 温度t=-182.5℃の液体酸素の密度はρ=1.12×10^3 kg/m^3 である。液体酸素の中では酸素分子は密着していると考える。 (1)酸素分子が直径d~4×10^-10 mであることを示せ。酸素分子の分子量は32.0であり、その形状は一辺の長さdの立方体とみなして計算せよ。 (2)標準状態(p=1.91325×10^5 Pa, T=273.15K)のV=22.4×10^-3 m^3の理想気体の中にはn=1mol の気体分子が含まれていることから、標準状態での酸素ガスの密度を計算し、気体中の酸素分子の平均間隔と酸素分子の直径の比を求めよ。 (1)は、平均自由行程が与えられていたら解けるかもと思ったのですが、与えられていませんでした。理想気体の状態方程式を使うのでしょうか?だとすると、気体定数Rやボルツマン定数、アボガドロ定数を使えという表記はないので別の方法があるのでしょうか?

  • 原子や分子の物質量の求め方><;

    (1)3.0gのアルミニウムには何個のアルミニウム原子が含まれているか。 (2)酸素分子8.0g中に含まれる酸素分子は何個か、酸素原子は何個か。 (3)原子1個の質量が4.0×10-23乗gの原子の原子量はいくらか。 上記の求め方が分かる人いますか!? テスト勉強中なのですが答えを見ても 分からなくて困っていますっ どなたか分かる人がいたら教えてください! お願いします!

  • 有機化合物 おねがいします

    炭素・水素・酸素からなる有機化合物11mgを完全燃焼させると、 二酸化炭素が22mg、水が9mg得られた。原子量はH=1、C=12、O=16 問1 この化合物中に含まれる炭素・水素・酸素の質量はそれぞれ何mgか。 問2 炭素・水素・酸素の原子量の比はいくらか。 問3 この化合物の分子量は88である。分子式を求めなさい。 私の回答 問1 炭素は6 水素は1 酸素は4 問2 C:H:O=2:4:1 問3 表記の方法がわからない(・・; 2C(2)H(4)O あってますでしょうか。 おしえてください。おねがいします。