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。

### 結論

正しい選択肢は：

\[ \boxed{3} \]

\( ^{35}_{17} \text{Cl} \) と \( ^{37}_{17} \text{Cl} \) の電子の数は等しい。

[解答]③

参考：過去問ドットコム