面心立方格子の大学入試問題(2020年版)【高校化学-結晶の構造】

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この記事では、500冊以上の本を自炊(電子書籍化)し、さまざまな学習に応用してきた私が、高校化学で学ぶ面心立方格子について2020年大学入試問題での扱われ方を調べた結果紹介します。

 

本記事は、高校の授業とか、Youtubeの化学講義動画で習ったけど大学入試問題をカバーできてるか不安、と悩んでいる方に参考にしていただけたら幸いです。

 

面心立方格子の大学入試問題(2020年版)【高校化学-結晶の構造】

2020年の全国大学入試問題で面心立方格子を出題した主な大学と問題のポイントは下記の通りです。

 

・秋田大 

面心立方格子の図はあり

【白金Pt】

✔結晶格子の図を見て、「面心立方格子」ということが分かるか

原子半径の計算(√2L = 4r の導出)

密度(g/cm3)を計算できるか(原子量とアボガドロ数から「原子1個あたりの質量」を計算できるか)

 

・東北大(後期)

面心立方格子の図は無し

【アルミニウムAl結晶】

単位格子中の原子数を使って、1cm3中の原子数を計算

 

・岐阜大

【銅Cu結晶】

面心立方格子の図は無し

✔単位格子中の原子数を計算

✔銅原子の配位数をカウント

✔銅の密度(g/cm3)計算

 

・静岡大

【高温下の鉄Fe結晶】

面心立方格子の図は無し

✔単位格子中の原子数を計算(4個)

原子半径の計算(√2L = 4r の導出)

✔結晶の密度(g/cm3)

 

・九州大

【高圧下のヨウ素】

面心立方格子の図は無し

✔格子定数と原子間距離の関係

密度(g/cm3)計算

 

その他、類題出題

・東京薬科大学

・神戸薬大

 

面心立方格子の応用

☆共有結合結晶

・名古屋大

【ケイ素Si結晶】

ダイヤモンド型の結晶格子(面心立方格子この内部にも原子が含まれる結晶)の図あり。

✔単位格子中の原子数を計算

✔辺と原子半径の関係

✔密度(g/cm3)

 

その他、類題出題

・学習院大

☆イオン結晶

・東北大(前期)

【閃亜鉛鉱型ZnS結晶】

閃亜鉛鉱型結晶の図はあり

✔密度(g/cm3)の計算(Zn2+面心立方格子の中にS2-が4個入った構造で、やや応用になるが、面心立方格子の知識で十分解ける)

✔同じイオン(Zn2+)の配位数のカウント(配位数12)

 

・東京工業大

【陽イオンM+、陰イオンX-からなる化合物MXの閃亜鉛鉱型結晶】

閃亜鉛鉱型結晶の図はあり

✔X-に接するM+の数のカウント(4。図を見ればわかります)

✔閃亜鉛鉱型結晶のL(単位格子の辺の長さ)と、r+Rの関係式を導いて、体積比を計算する問題(これはやや難)

 

その他、類題出題

・京都大

・名古屋市立大

・東京理大(理)

 

参考)2021年受験用 全国大学入試問題正解 化学 (編者 株式会社 旺文社)

 

入試問題が見たいかたは、参考文献を購入いただくか、大学Webサイトで公開されているものも多いので、例えば「秋田大学 入試問題 化学」などで検索してみても良いと思います。

秋田大学では模範解答も公開されてますね!

 

面心立方格子でおさえるべきポイントは?

2020年大学入試での扱われ方から、おさえるべきポイントは以下のように分析できます。

 

・面心立方格子の図は無いこと前提で対策を!

・原子数のカウント、辺の長さと原子半径の関係の計算

・密度の計算

 

Youtube動画の中では、ただよびの若原先生の講義動画が、分かりやすくて網羅されていると思います!

しっかり復習しておきましょう!

 

あとは密度計算に慣れておけば完璧!

 

原子量とアボガドロ数から「原子1個あたりの質量」を計算できればOK!

 

難関大を目指す方は、共有結合結晶、イオン結晶もおさえておくと良いでしょう

 

どーやって調べたの?

2021年受験用 全国大学入試問題正解 化学を自炊(電子書籍化)して、

i文庫HDアプリのキーワード検索・索引機能を活用しました。

 

具体的な方法は、下記のブログ記事にて解説してます!

 

・自炊(電子書籍化)について

本に家賃は払えない【自炊(電子書籍化)ツールとメリット】

自炊(電子書籍化)は受験勉強に活用できるのか【結論:できる!】

 

・i文庫HDアプリについて

自炊本活用におすすめiPadアプリ5選【読む→書き込む→覚える→メモる】

 

入試問題についてはデータベースも販売されてますが、普通の受験生は買わないと思うので、

自炊→検索、という手段は役に立つかもしれないですね。

 

■まとめ

いかかでしたか?

 

最近は動画で勉強している方も多いと思いますが、身に着いたのか不安って方もいるかもしれません。

動画を見た後に、何がポイントなのか、をご自身で整理してみるとレベルアップにつなげられると思います。

 

本記事が少しでも、受験勉強のヒントにしていただけたら幸いです。

 

以下、まとめです。

2次試験レベルでも以下を押さえればわりとカバーできるっぽい

・面心立方格子の図は無いこと前提で対策を!

・原子数のカウント、辺の長さと原子半径の関係の計算

・密度の計算

難関大では、共有結合結晶、イオン結晶への応用対策も必要!

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