高校化学「有機物」立体異性体の分類

高校化学「有機物」立体異性体の分類

■問題

空欄に適語を入れよ。

(�@)は同じでも、原子や原子団の立体配置が異なる異性体を立体異性体という。

立体異性体のうち、炭素原子間の結合が自由に回転できないために生じるものを(�A)異性体という。(�A)異性体は、ブテンなど二重結合をもつ化合物などに見られる。(�A)異性体のうち、炭素原子間の結合をはさみ、同種の原子や原子団が同じ側に位置するものを(�B)型、反対側に位置するものを(�C)型という。

４つの異なる原子や原子団が結合している炭素原子を(�D)という。Ｄ−乳酸とＬ−乳酸など、(�D)をもつため互いに鏡像の関係にある立体異性体を(�E)異性体という。


共通テスト・センター過去問




■解答

�@示性式、�A幾何(またはシス−トランス)、�Bシス、�Cトランス、�D不斉炭素原子、�E鏡像(または光学)

示性式は同じでも、原子や原子団の立体配置が異なる異性体を立体異性体という。

立体異性体のうち、炭素原子間の結合が自由に回転できないために生じるものを幾何異性体(シス−トランス異性体)という。幾何異性体は、ブテンなど二重結合をもつ化合物などに見られる。幾何異性体のうち、炭素原子間の結合をはさみ、同種の原子や原子団が同じ側に位置するものをシス型、反対側に位置するものをトランス型という。

４つの異なる原子や原子団が結合している炭素原子を不斉炭素原子という。Ｄ−乳酸とＬ−乳酸など、不斉炭素原子をもつため互いに鏡像の関係にある立体異性体を鏡像異性体(光学異性体)という。


◆関連問題
異性体
脂肪族炭化水素、芳香族化合物

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■　問題

2022年共通テスト数１Ａより

第１問

[1] 実数ａ，ｂ，ｃが

　　ａ＋ｂ＋ｃ＝１　　……{1}

および

　　ａ^2＋ｂ^2＋ｃ^2＝１３　　……{2}

を満たしているとする。

(1) (ａ＋ｂ＋ｃ)^2を展開した式において、{1}と{2}を用いると

　　ａｂ＋ｂｃ＋ｃａ＝[アイ]

であることがわかる。よって

　　(ａ−ｂ)^2＋(ｂ−ｃ)^2＋(ｃ−ａ)^2＝[ウエ]

である。

(2) ａ−ｂ＝２√５の場合に、(ａ−ｂ)(ｂ−ｃ)(ｃ−ａ)の値を求めてみよう。

　ｂ−ｃ＝ｘ，ｃ−ａ＝ｙとおくと

　　ｘ＋ｙ＝[オカ]√５

である。また、(1)の計算から

　　ｘ^2＋ｙ^2＝[キク]

が成り立つ。
　これらより

　　(ａ−ｂ)(ｂ−ｃ)(ｃ−ａ)＝[ケ]√５

である。


※分数は(分子)／(分母)、ｘの２乗はｘ^2、マーク部分の□は[ ]で表記しています。

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■　解説目次

　◆１　２乗の展開の公式
　◆２　展開して代入するだけ

(以下略)

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■　解説

◆１は省略します。


　◆２　展開して代入するだけ

では今回の問題です。

ａ＋ｂ＋ｃ＝１，ａ^2＋ｂ^2＋ｃ^2＝１３が与えられていて、(ａ＋ｂ＋ｃ)^2の
展開を考えます。
公式に従うと、

(ａ＋ｂ＋ｃ)^2＝ａ^2＋ｂ^2＋ｃ^2＋２ａｂ＋２ｂｃ＋２ｃａ

ですね。これに{1}，{2}を代入すると、

１^2＝１３＋２ａｂ＋２ｂｃ＋２ｃａ

です。移項して計算すると、


つづく


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高校物理(用語)「熱力学の第２法則」

高校物理(用語)「熱力学の第２法則」

★熱力学の第２法則(second law of thermodynamics)

熱は、低温の物体から高温の物体に移ることはない。
１つの熱源から熱を得て、その熱を全て仕事に変えられる熱機関は存在しない。

という法則。


つまり、自然界の熱の移動は不可逆変化である。ということですね。

この法則から、高温の物体と低温の物体を接触させると、時間の経過と共に高温の物体から低温の物体に熱が移動し、やがて両者が同じ温度になることが説明できます。


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◆　関連項目
熱力学の第１法則、気体の内部エネルギー
熱力学まとめ


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