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周期表に関する問題

化学 #その他資格試験、テスト
ブログをご覧の皆さん、こんにちは。
今日は周期表に関する問題を一緒に考えてみましょう。
放射線取扱主任者試験では周期表は化学の試験だけでなく、物理や物化生、管理測定技術の試験でもよく出題されています。周期表は確実に暗記しておきましょう。
 
問１
(ア)系列の元素は、周期表ではⅢa族に位置し、原子番号順の配列は次のようになっている。
　Ac, (1), Pa, U, (2), Pu, (3), Cm, Bk, … ,Lr
この系列では、外殻電子の構造が殆ど変らないまま、5f軌道の電子が順次充填されるので、この系列に属する化合物の物理的・化学的性質は、原子番号の順に次第に変わるが、共通点も多い。酸化物の種類としてAcに近いものは二酸化物MO2(ここでMは金属)が代表的であるが、原子番号が大きくなると(4)が代表的酸化物となる。化学的性質は、一般に(イ)系列のそれと対比される。
周期表では、アクチノイド、ランタノイドも確実に暗記しておきましょう。自分で覚えやすい語呂合わせなどを活用することがよいでしょう。
参考までに本ブログに掲載している語呂合わせは以下の記事です。
 
正答
(ア)アクチノイド　(1)Th　(2)Np　(3)Am　(4)M2O3　(イ)ランタノイド
 
問２
ウラン-235が中性子を吸収、分裂したときの分裂収率と質量数との関係は、縦軸に分裂収率の対数値を、横軸に質量数をとると質量数(5)付近と(6)付近に最大値を持つM字の曲線になる。分裂収率の比較的大きい主な核分裂生成物を、周期表に従って分類すると、0族の希ガスでは(7)と(8)、Ⅰa族(アルカリ金属)ではRbと(9)、Ⅱa族(アルカリ土類金属)では(10)とBa、Ⅲa族(希土類元素)では(11)、La,Ce,Pr,Nd、Ⅳa族では(12)、Ⅵa族のMo、Ⅶa族のTc、Ⅷ族のRu,Pdなどである。
ウランに関しては前回の記事でも少し紹介しました。再度、本ブログの以下の記事を読んでしっかりと学習して下さい。
 
正答
(5)95　(6)140　(7)Kr　(8)Xe　(9)Cs　(10)Sr　(11)Y　(12)Zr

問３
ウランは、水溶液中では6価が安定であって黄色を呈し、(13)イオンとして存在する。緑色の(14)価イオンは、適当な還元剤を用いて得られるが、赤色の(15)価イオンは、アルミニウムのような強力な還元剤を用いなければ得られない。6価イオンは多くの陰イオンと錯塩を作りやすく、イオン交換樹脂を用いて精製する場合には、(ウ)交換樹脂を用いる必要がある。
この問題もウランに関する問題です。
ウランは3価、4価、5価、6価の4つの原子価の化学形態がありますが、その中でも4価と6価のウラン化合物が重要で水溶液中でも安定度が高くなります。
4価のウラン化合物の二酸化ウラン（UO2）は核燃料に用いられます。金属ウランや他のウラン化合物を空気中で加熱すると八酸化三ウラン（U3O8）が生じます。
6価のウラン化合物に六フッ化ウラン（UF6）があります。固体（融点64ﾟC）ですが、気体になる唯一のウラン化合物であり、ウランの同位体分離に利用されます。
酸性水溶液中では4価のウランイオン(U4+、緑色)が安定に存在しますが、6価のウランは中性あるいは酸性溶液中で酸素が結合したウラニルイオン(UO22+、黄色)として存在します。4価のウランイオンは、空気中の酸素の作用によって酸化されてウラニルイオンになりやすくなります。

正答
(13)UO22+　(14)4　(15)3　(ウ)陰イオン