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2026年版・2-3

化学：化学結合と物質の性質の一問一答

毒物劇物取扱者試験「基礎化学」から、化学：化学結合と物質の性質に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験の出題形式は都道府県によって異なりますが、ここでは4択で出題しています。

問12-3

次の物質のうち、イオン結合によってできているものはどれか。

  • ①塩化水素
  • ②塩化ナトリウム
  • ③二酸化炭素
  • ④ダイヤモンド
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正解 ②塩化ナトリウム
解説
イオン結合は、陽イオンと陰イオンが静電気的な引力（クーロン力）で引き合ってできる結合で、一般に金属元素と非金属元素の間で生じます。塩化ナトリウムは、金属元素のナトリウムが電子を1個失ったナトリウムイオンと、非金属元素の塩素が電子を1個受け取った塩化物イオンが、交互に規則正しく並んでできたイオン結晶です。融点が高く硬いがもろい、固体では電気を通さないが水溶液や融解液では電気を通す、といった性質を示します。

他の選択肢が不適切な理由
・塩化水素：水素と塩素という非金属元素どうしが電子対を共有した共有結合の分子です。水に溶けると電離して塩酸になりますが、塩化水素そのものはイオン結合ではありません。
・二酸化炭素：炭素原子と酸素原子が二重結合（共有結合）で結びついた分子です。
・ダイヤモンド：多数の炭素原子が共有結合で立体的につながった共有結合の結晶です。

覚え方のポイント
結合の種類は元素の組み合わせで判断します。「金属＋非金属＝イオン結合」「非金属＋非金属＝共有結合」「金属＋金属＝金属結合」が基本です。例外として、塩化アンモニウムのように非金属元素だけからなる物質でも、アンモニウムイオンを含むものはイオン結合をもつ点に注意しましょう。
問22-3

次のうち、配位結合を含むものはどれか。

  • ①アンモニア
  • ②メタン
  • ③水
  • ④アンモニウムイオン
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正解 ④アンモニウムイオン
解説
配位結合は、一方の原子がもつ非共有電子対（結合に使われていない電子対）を、もう一方の原子やイオンに一方的に提供してできる共有結合です。アンモニア分子の窒素原子には非共有電子対が1組あり、ここに水素イオンが結びつくとアンモニウムイオンが生じます。このとき新たにできたN−H結合が配位結合です。できあがったアンモニウムイオンでは4本のN−H結合は区別できず、すべて同じ性質を示し、形は正四面体形になります。

他の選択肢が不適切な理由
・アンモニア：窒素原子と水素原子3個が、それぞれ電子を1個ずつ出し合った通常の共有結合でできています。非共有電子対はもっていますが、配位結合はまだありません。
・メタン：炭素原子と水素原子4個が通常の共有結合で結びついた分子で、非共有電子対もありません。
・水：酸素原子と水素原子2個が通常の共有結合で結びついた分子です。水に水素イオンが配位結合するとオキソニウムイオンになります。

覚え方のポイント
配位結合を含む代表例は「アンモニウムイオン」「オキソニウムイオン」と、金属イオンに分子やイオンが結合した「錯イオン」です。「非共有電子対をもつ分子（アンモニア・水）＋水素イオンや金属イオン」という組み合わせで配位結合ができる、と覚えましょう。
問32-3

分子とその極性の対応として、誤っているものはどれか。

  • ①水：極性分子
  • ②アンモニア：極性分子
  • ③四塩化炭素：極性分子
  • ④二酸化炭素：無極性分子
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正解 ③四塩化炭素：極性分子
解説
分子の極性は、結合の極性（電気陰性度の差による電荷の偏り）と分子の形の両方で決まります。四塩化炭素（CCl4）は、C−Cl結合それぞれに極性がありますが、4つの塩素原子が炭素原子を中心とした正四面体の頂点に対称に配置されているため、結合の極性が互いに打ち消し合います。そのため分子全体としては極性をもたない無極性分子です。同じ正四面体形のメタンも無極性分子です。

他の選択肢が不適切な理由
・水：正しい対応です。O−H結合に極性があり、分子の形が折れ線形なので極性が打ち消されず、極性分子になります。
・アンモニア：正しい対応です。N−H結合に極性があり、分子の形が三角錐形なので極性分子です。
・二酸化炭素：正しい対応です。C＝O結合に極性はありますが、分子が直線形で両側に対称なので打ち消し合い、無極性分子になります。

覚え方のポイント
「形が対称（直線形・正四面体形）なら無極性」「形が非対称（折れ線形・三角錐形）なら極性」と覚えます。極性分子どうしはよく混じり合い、無極性分子は無極性の溶媒に溶けやすいという溶解性の問題にもつながります。四塩化炭素やクロロホルムはどちらも劇物ですが、四塩化炭素は無極性、クロロホルム（CHCl3）は形が対称でないため極性分子です。
問42-3

分子の形について述べた次の記述a〜cの正誤の組合せとして、正しいものはどれか。
a 水分子は折れ線形である。
b アンモニア分子は正三角形である。
c 二酸化炭素分子は直線形である。

  • ①a正 b誤 c正
  • ②a正 b正 c誤
  • ③a誤 b正 c正
  • ④a正 b正 c正
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正解 ①a正 b誤 c正
解説
分子の形は、中心の原子のまわりにある電子対（共有電子対と非共有電子対）どうしが、互いにできるだけ離れようとすることで決まります。水は酸素原子に非共有電子対が2組あるため折れ線形、アンモニアは窒素原子に非共有電子対が1組あるため三角錐形、二酸化炭素は炭素原子の両側に酸素原子が二重結合でつながった直線形になります。したがってa正・b誤・c正の組合せが正解です。

各記述の正誤
・a 正しい：水分子は、H−O−Hの結合角が約104.5度の折れ線形です。
・b 誤り：アンモニア分子は、窒素原子を頂点とし、3個の水素原子が底面をつくる三角錐形です。窒素原子の非共有電子対が上から押すため、平面の正三角形にはなりません。
・c 正しい：二酸化炭素分子は、O＝C＝Oが一直線に並んだ直線形です。

覚え方のポイント
代表的な分子の形は「水＝折れ線形、アンモニア＝三角錐形、メタン＝正四面体形、二酸化炭素＝直線形」の4つをセットで覚えます。この形の違いが、水・アンモニアは極性分子、メタン・二酸化炭素は無極性分子になる理由につながります。分子の形は、極性や沸点、溶けやすさを考える出発点になる大切な知識です。
問52-3

次の物質のうち、分子どうしの間に水素結合をつくらないものはどれか。

  • ①水
  • ②フッ化水素
  • ③メタン
  • ④アンモニア
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正解 ③メタン
解説
水素結合は、電気陰性度の非常に大きいフッ素・酸素・窒素の原子に結合した水素原子が、隣の分子のフッ素・酸素・窒素の原子と引き合うことでできる、分子間の強い結びつきです。メタン（CH4）の炭素原子と水素原子の間の電気陰性度の差は小さく、分子も正四面体形で無極性なので、水素結合はつくりません。メタンの分子間にはたらくのは弱いファンデルワールス力だけなので、沸点は約−161℃と非常に低くなっています。

他の選択肢が不適切な理由
・水：O−H結合をもち、分子間に水素結合をつくります。そのため水は分子量が18と小さいわりに沸点が100℃と高くなっています。
・フッ化水素：H−F結合をもち、分子間に強い水素結合をつくります。同じハロゲン化水素の塩化水素よりも沸点がずっと高いのはこのためです。
・アンモニア：N−H結合をもち、分子間に水素結合をつくります。分子量がほぼ同じメタンと比べて、沸点が約−33℃とかなり高くなっています。

覚え方のポイント
水素結合をつくるのは「F・O・Nに直接結合したH」をもつ分子と覚えます（フッ素・酸素・窒素の頭文字をとって「FON」）。分子間力の強さは、一般に「水素結合＞ファンデルワールス力」で、分子間力が強いほど沸点が高くなります。
問62-3

電気陰性度に関する記述として、誤っているものはどれか。

  • ①電気陰性度は、原子が電子を放出する強さを表す
  • ②貴ガスを除くと、電気陰性度はフッ素が最大である
  • ③水素と塩素では、塩素のほうが電気陰性度が大きい
  • ④電気陰性度の差が大きい結合ほど、極性が大きい
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正解 ①電気陰性度は、原子が電子を放出する強さを表す
解説
電気陰性度とは、共有結合をしている原子が、共有電子対を自分のほうへ引き寄せる強さを数値で表したものです。原子から電子を取り去って陽イオンにするのに必要なエネルギーはイオン化エネルギーであり、電気陰性度とは別の量です。したがって「電子を放出する強さ」という記述は誤りです。電気陰性度が大きい原子ほど共有電子対を強く引きつけ、結合の中でわずかに負の電荷を帯びます。

他の選択肢が不適切な理由
・貴ガスを除くとフッ素が最大：正しい記述です。電気陰性度は周期表の右上ほど大きく、フッ素が最大（ポーリングの値で約4.0）、次いで酸素、塩素、窒素の順です。貴ガスはほとんど結合をつくらないため、ふつう比較の対象から除きます。
・水素と塩素では塩素のほうが大きい：正しい記述です。そのため塩化水素分子では共有電子対が塩素側に偏り、塩素がわずかに負、水素がわずかに正の電荷を帯びた極性分子になります。
・差が大きい結合ほど極性が大きい：正しい記述です。差が非常に大きいと電子が完全に移動し、イオン結合に近くなります。

覚え方のポイント
電気陰性度の大きい順は「F＞O＞Cl≒N＞…＞H」と、上位4つを覚えておけば多くの問題に対応できます。水素結合をつくる原子（F・O・N）が電気陰性度の上位に並んでいることも一緒に押さえましょう。
問72-3

次の物質のうち、共有結合の結晶をつくるものはどれか。

  • ①ヨウ素
  • ②塩化カリウム
  • ③銅
  • ④二酸化ケイ素
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正解 ④二酸化ケイ素
解説
共有結合の結晶は、多数の原子が共有結合だけで立体的に次々とつながり、結晶全体が1つの巨大な分子のようになっているものです。二酸化ケイ素（SiO2）は、ケイ素原子1個を4個の酸素原子が正四面体状に取り囲み、各酸素原子が2個のケイ素原子をつなぐ構造をくり返した共有結合の結晶で、石英や水晶として存在します。共有結合は強いため、融点が非常に高く、硬く、水にも溶けません。

他の選択肢が不適切な理由
・ヨウ素：ヨウ素分子（I2）が分子間力で集まった分子結晶です。分子間力が弱いため、昇華しやすい性質があります。
・塩化カリウム：カリウムイオンと塩化物イオンがイオン結合でできたイオン結晶です。
・銅：銅原子が自由電子を共有してできた金属結晶で、電気や熱をよく通し、展性・延性に富みます。

覚え方のポイント
共有結合の結晶は数が少ないので「ダイヤモンド・黒鉛・ケイ素・二酸化ケイ素・炭化ケイ素」と名前で覚えてしまうのが近道です。黒鉛は共有結合の結晶の中で例外的に電気を通す（平面の層の中を電子が動ける）ことも頻出です。なお、フッ化水素酸がガラスを溶かすのは、ガラスの主成分である二酸化ケイ素と反応するためです。
問82-3

結晶の種類と性質に関する記述として、誤っているものはどれか。

  • ①イオン結晶は、固体の状態では電気をほとんど通さない
  • ②共有結合の結晶は、一般に融点が低くやわらかい
  • ③金属結晶は、自由電子のはたらきで電気を通す
  • ④分子結晶は、一般に融点が低くやわらかい
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正解 ②共有結合の結晶は、一般に融点が低くやわらかい
解説
共有結合の結晶は、原子どうしが強い共有結合で立体的につながっているため、一般に融点が非常に高く、きわめて硬いという性質を示します。例えばダイヤモンドは天然の物質で最も硬く、二酸化ケイ素（石英）の融点は1600℃を超えます。「融点が低くやわらかい」のは分子結晶の特徴なので、この記述は誤りです。

他の選択肢が不適切な理由
・イオン結晶：正しい記述です。固体の状態ではイオンが決まった位置に固定されて動けないため電気をほとんど通しませんが、融解したり水に溶かしたりするとイオンが動けるようになり、電気を通します。
・金属結晶：正しい記述です。金属原子が放出した自由電子が結晶中を自由に動き回るため、電気や熱をよく通します。金属光沢や展性・延性も自由電子によるものです。
・分子結晶：正しい記述です。分子どうしは弱い分子間力で集まっているだけなので、融点が低く、やわらかいものが多く、ヨウ素やナフタレンのように昇華しやすいものもあります。

覚え方のポイント
融点の高さはおおむね「共有結合の結晶＞イオン結晶＞分子結晶」の順です。電気伝導性は「金属結晶＝固体で通す」「イオン結晶＝液体・水溶液で通す」「分子結晶・共有結合の結晶＝通さない（黒鉛は例外）」と整理しましょう。
問92-3

金属が展性や延性を示す理由として、最も適当なものはどれか。

  • ①自由電子が金属原子どうしを結びつけているから
  • ②陽イオンと陰イオンが静電気力で引き合っているから
  • ③隣り合う原子が電子対を共有して結びついているから
  • ④分子どうしが水素結合で結びついているから
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正解 ①自由電子が金属原子どうしを結びつけているから
解説
金属結合は、金属原子が放出した価電子（自由電子）が結晶全体を自由に動き回り、すべての金属原子に共有されることで原子どうしを結びつける結合です。この結合には方向性がないため、外から力を加えて原子の並びがずれても、自由電子がそのまま原子どうしを結びつけ続けます。そのため金属はたたくと薄く広がり（展性）、引っ張ると細く延びます（延性）。金や銀、銅は特に展性・延性に富んでいます。

他の選択肢が不適切な理由
・陽イオンと陰イオンが引き合う：イオン結合の説明です。イオン結晶は力を加えて層がずれると同じ電荷のイオンどうしが向かい合って反発するため、割れやすく（もろく）なります。
・隣り合う原子が電子対を共有する：共有結合の説明です。共有結合には方向性があるため、ダイヤモンドのような共有結合の結晶は非常に硬いものの、力を加えても延びたり広がったりはしません。
・分子どうしが水素結合で結びつく：水やアンモニアなどの分子間にはたらく力の説明で、金属の性質とは関係ありません。

覚え方のポイント
金属の4つの特徴「電気をよく通す・熱をよく通す・金属光沢がある・展性と延性がある」は、すべて自由電子で説明できます。「金属の性質の理由を問われたら自由電子」と覚えておきましょう。
問102-3

次の物質a〜dのうち、分子結晶をつくるものはいくつあるか。
a ヨウ素。
b 二酸化ケイ素。
c ナフタレン。
d 塩化ナトリウム。

  • ①1つ
  • ②2つ
  • ③3つ
  • ④4つ
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正解 ②2つ
解説
分子結晶は、分子が分子間力（ファンデルワールス力や水素結合）によって規則正しく並んでできた結晶です。a〜dのうち分子結晶はヨウ素とナフタレンの2つです。どちらも分子間力が弱いため、融点が低く、常温でも少しずつ昇華する性質があります。二酸化ケイ素は共有結合の結晶、塩化ナトリウムはイオン結晶です。

各記述の正誤
・a 分子結晶：ヨウ素はヨウ素分子（I2）が集まった黒紫色の分子結晶で、加熱すると紫色の気体になります。
・b 分子結晶ではない：二酸化ケイ素は、ケイ素原子と酸素原子が共有結合で立体的につながった共有結合の結晶です。化学式SiO2は分子の式ではなく、原子の数の比を表す組成式です。
・c 分子結晶：ナフタレン（C10H8）は防虫剤に使われてきた有機化合物で、分子結晶です。
・d 分子結晶ではない：塩化ナトリウムは、ナトリウムイオンと塩化物イオンがイオン結合でできたイオン結晶です。

覚え方のポイント
非金属元素だけからなる物質は、多くが分子結晶です。ただし例外として、ダイヤモンド・ケイ素・二酸化ケイ素などは共有結合の結晶になります。「CO2（ドライアイス）は分子結晶、SiO2は共有結合の結晶」という対比はよく問われるので、セットで覚えておきましょう。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。

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