1.
原子の構造1-1 陽子、中性子、電子の質量を原子質量単位で表せ。そこから4Heの質量を計算し、実際の4Heの質量と比較せよ。両者の質量の差をエネルギーに換算せよ。
1-2 β壊変する14Cの半減期(τ)は5.73 × 103［年］である。① この壊変の反応式を書け。② いま手元にある試料中の14C濃度をN0とし、ｘ年経過した時の試料中の濃度(N)を表わす一般式を書け。
原子軌道と電子配置
2-1 5ｐ軌道までの原子軌道を、エネルギーの低い順に答えよ。そのうち、主量子数と方位量子数がそれぞれ４と３であるような原子軌道はどれか。中性原子の状態でその軌道に電子が２個以上入る元素のうち、最も原子番号の小さい元素は何か。
2-2 中性なMn原子の電子配置と、Mn2+イオンの電子配置を示せ。また、Hundの規則を説明せよ。
2-3 中性炭素原子の電子配置と不対電子数を答えよ。炭素がsp、sp2、sp3などの混成軌道 を作ることが多い理由を説明せよ。
元素の周期性
3-1 NaからArまでの最外殻電子に対する有効核電荷を、スレーターの規則から計算せよ。
3-2 Heの１s電子に対する有効核電荷はNaの３s電子に対するそれよりも小さいが、前者のイオン化エネルギーは後者のそれよりも大きい。その理由を説明せよ。
3-3 窒素、酸素、フッ素、ネオン、ナトリウム、マグネシウムの原子半径を調べ、原子番号に対して原子半径の不連続が起こる理由を考察せよ。次に、F－イオン、Ne原子、Na+イオン、Mg2+イオンの半径およびFe原子、Fe2+イオン、Fe3+イオンの半径を小さい順に並べ、なぜそのような順序になるか考察して説明せよ。
3-4 同じ周期の元素を原子番号順に見ていくとき、イオン化エネルギーと電子親和力がどのように変化するか、調査せよ。但し、電子親和力は必ずしもすべての元素に対して決定されているわけではないので、調査できない場合もある。
化学結合
4-1 水素分子と酸素分子の分子軌道に電子を配置せよ。H2+やHe2という分子が存在し得るかについて考察せよ。
4-2 NaClのNa+とCl－の間の結合はほぼ完全なイオン結合である。これを共有結合のようにルイス式(Na:Cl)で表現することも出来るが、それは真実を反映していない。ルイス式で表現するとどこがいけないのか答えよ。
4-3 二酸化炭素(CO2)は共有結合性化合物であって、これがC4+とO2－とのイオン結合でできていると見なせない理由を考察せよ。
4-4 水素結合とは何か。事例を挙げて説明せよ。
酸と塩基
5-1 塩化アンモニウムと酢酸ナトリウムとの反応式を書き、その式の共役なブレンステッド酸塩基対を示せ。
5-2 塩酸と水酸化ナトリウムの希薄水溶液を混合する化学反応式を書き、その中のルイス酸とルイス塩基を示せ。
5-3 HSAB則に基づいて、以下の化学反応がどちらの方向に進行するか示せ。
① Cu(OH)2 + CaI2 ⇔ CuI2 + Ca(OH)2 ② ZnS + CaCl2 ⇔ CaS + ZnCl2
③ AgF + KI ⇔ AgI + KF
酸化と還元
6-1 次の化合物中の名称および下線を引いた元素の酸化数を答えよ。
① Na2SO4 ② HClO4 ③ KMnO4 ④ Fe3O4 ⑤ H2O2 ⑥ FeS2 ⑦ NH4NO3
6-2 銅が希塩酸に溶けない理由を説明せよ。また、FeCl3水溶液に銅片を入れたときに起こる化学反応式を書き、酸化数の変化を示せ。
ハロゲン
7-1 F2、Cl2、Br2、I2の結合解離エネルギーを調べ、結合が弱い順に並べよ。また、F2のそれが特に小さい理由を考察せよ。
7-2 HF、HCl、HBr、HIのpKaを調べ、酸強度の強い順に並べて、なぜそのような順序 になるか説明せよ。
7-3 塩素のオキソ酸の名称、塩素の酸化数、pKa、分子構造を調べよ。pKaがなぜその順序になるか説明せよ。
酸素族
8-1 オゾンの分子構造と分子内結合の結合次数を調べよ。なぜオゾンが強い酸化剤となるか説明せよ。
8-2 硫黄、セレン、テルルの単体の構造を調べよ。酸素は２原子分子なのに、それらが２原子分子にならないのはなぜか説明せよ。
8-3 酸素分子のアニオンにはどのようなものがあるか調べ、その分子軌道に電子を配置せよ。
8-4 イオウのオキソ酸を３種類選び、それらの名称、分子構造およびその中のイオウの酸化数を調べよ。
窒素族
9-1 エタンのC＝C結合とヒドラジンのN=N結合の結合解離エネルギーを比較し、なぜそのような差が出るか説明せよ。
9-2 酸素は水素と反応して水を作る傾向が強いが、窒素が水素と反応してアンモニアを作る傾向はそれより弱い。その理由を説明せよ。
9-3 リン酸が過塩素酸や硫酸より弱い酸である理由を説明せよ。
炭素族
10-1 ダイヤモンドが絶縁体であるのに対し、グラファイトが電気を通す理由を説明せよ。
10-2 炭素（ダイヤモンド）、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛の順に電気を通しやすくなる理由を説明せよ。
10-3 二酸化炭素のブレンステッド酸としての振舞いの例を化学反応式を挙げて示せ。
10-4 一酸化炭素の酸・塩基としての性質を、例を挙げて示せ。
ホウ素族
11-1 Al2O3は両性酸化物であるといわれる.ブレンステッド酸および塩基として振舞う化学反応の例を示せ。
11-2 三フッ化ホウ素(BF3)はルイス酸であるといわれる。ルイス酸として振舞う理由を例を挙げて説明せよ。
11-3 ホウ酸はB(OH)3と書かれる。これはオキソ酸であって、水酸化物ではない。その理由を酸として振舞う化学反応式を示して答えよ。
１族および２族
12-1 CaOは塩基性酸化物であるといわれる。ブレンステッド塩基として振舞う化学反応の例を示せ。
12-2 アルカリ金属単体と水との化学反応式を書け。