令和5年度技術士第一次試験問題［基礎科目］問Ⅰ-4-1 原子の質量数、電子、陽子に関する記述

### 問題の検討

「原子に関する次の記述のうち、適切なものはどれか。ただし、いずれの元素も電荷がない状態とする。」

#### 選択肢を確認：

1. $^{40}_{20} \text{Ca}$ と $^{40}_{18} \text{Ar}$ の中性子の数は等しい。
2. $^{35}_{17} \text{Cl}$ と $^{37}_{17} \text{Cl}$ の中性子の数は等しい。
3. $^{35}_{17} \text{Cl}$ と $^{37}_{17} \text{Cl}$ の電子の数は等しい。
4. $^{40}_{20} \text{Ca}$ と $^{40}_{18} \text{Ar}$ は互いに同位体である。
5. $^{35}_{17} \text{Cl}$ と $^{37}_{17} \text{Cl}$ は互いに同素体である。

### 各選択肢の検討

1. ** $^{40}_{20} \text{Ca}$ と $^{40}_{18} \text{Ar}$ の中性子の数は等しい。**
– 中性子の数は、質量数から原子番号を引いた数です。
– $^{40}_{20} \text{Ca}$ の中性子の数： $40 – 20 = 20$
– $^{40}_{18} \text{Ar}$ の中性子の数： $40 – 18 = 22$
– 等しくないので誤り。

2. ** $^{35}_{17} \text{Cl}$ と $^{37}_{17} \text{Cl}$ の中性子の数は等しい。**
– $^{35}_{17} \text{Cl}$ の中性子の数： $35 – 17 = 18$
– $^{37}_{17} \text{Cl}$ の中性子の数： $37 – 17 = 20$
– 等しくないので誤り。

3. ** $^{35}_{17} \text{Cl}$ と $^{37}_{17} \text{Cl}$ の電子の数は等しい。**
– 電子の数は原子番号に等しい。
– どちらも原子番号17なので電子の数は等しい。
– 正しい記述。

4. ** $^{40}_{20} \text{Ca}$ と $^{40}_{18} \text{Ar}$ は互いに同位体である。**
– 同位体は同じ元素で中性子数が異なるものを指します。
– $\text{Ca}$ と $\text{Ar}$ は異なる元素なので同位体ではない。
– 誤り。

5. ** $^{35}_{17} \text{Cl}$ と $^{37}_{17} \text{Cl}$ は互いに同素体である。**
– 同素体は同じ元素で異なる分子形態（例：酸素分子 $O_2$ とオゾン $O_3$ ）を指します。
– これは異なる質量数を持つ同位体であり、同素体ではない。
– 誤り。