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  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "quiz",
  "unit": {
    "slug": "structures-of-solids",
    "title": "固体の構造",
    "url": "https://manazoo.com/high/chemistry/structures-of-solids/"
  },
  "canonical_url": "https://manazoo.com/high/chemistry/structures-of-solids/quiz/",
  "questions": [
    {
      "id": "q-amorphous-glass-rapid-cooling",
      "type": "choice",
      "prompt": "ガラスやアモルファスシリコンが、結晶ではなくアモルファスになる主な理由は何か。",
      "choices": [
        "粒子の質量が大きすぎるから",
        "常に高温で存在するから",
        "粒子がイオン結合でできているから",
        "液体を急激に冷やすなどして、粒子が規則正しく並ぶ前に固まるから"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "粘り気の大きい液体を急に冷やすと、粒子が規則正しい配列に落ち着く時間がないまま固まり、液体に近い不規則な配列のまま固体になる。これがアモルファスである。",
      "entities": [
        "crystal-and-amorphous-solids"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-bcc-atoms-per-cell",
      "type": "choice",
      "prompt": "体心立方格子の単位格子に含まれる原子の総数は何個か（頂点の原子は1/8個分として数える）。",
      "choices": [
        "1個",
        "2個",
        "4個",
        "8個"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "頂点の原子8個はそれぞれ1/8個分なので8×1/8＝1個、中心の原子は1個分なので、合計1＋1＝2個になる。",
      "entities": [
        "metallic-crystal-cubic-lattices"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-bcc-density-calc-48",
      "type": "input",
      "prompt": "体心立方格子をとる別のある金属の結晶で、単位格子の一辺が4.0×10⁻⁸cm、原子量が48、アボガドロ定数を6.0×10²³/molとすると、この金属の密度は何g/cm³か。",
      "choices": null,
      "answer": "2.5g/cm³",
      "accept": [
        "2.5",
        "2.5g/cm3"
      ],
      "explanation": "単位格子に含まれる原子は2個なので、単位格子の質量は48÷(6.0×10²³)×2[g]。単位格子の体積は(4.0×10⁻⁸)³[cm³]。密度＝質量÷体積＝2×48÷(6.0×10²³×(4.0×10⁻⁸)³)＝2.5g/cm³。",
      "entities": [
        "metallic-crystal-cubic-lattices"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-crystal-definite-melting-point",
      "type": "choice",
      "prompt": "結晶とアモルファスのうち、一定の温度で融け始める（はっきりした融点を持つ）のはどちらか。",
      "choices": [
        "どちらも同じ温度幅で軟らかくなる",
        "どちらも融点を持たない",
        "結晶",
        "アモルファス"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "結晶は粒子どうしの結合の強さがほぼ均一なため、ある決まった温度（融点）で全体がいっせいに融ける。アモルファスは結合の強さに幅があるため、はっきりした融点を示さずある範囲の温度で軟らかくなっていく。",
      "entities": [
        "crystal-and-amorphous-solids"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-crystal-term-definition",
      "type": "choice",
      "prompt": "原子・分子・イオンなどの粒子が三次元的に規則正しく配列した固体を何というか。",
      "choices": [
        "単位格子",
        "格子点",
        "結晶",
        "アモルファス"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "粒子が規則正しく配列した固体を結晶という。配列に規則性がない固体はアモルファス、結晶の繰り返しの最小単位は単位格子、単位格子の中で粒子が占める位置は格子点という。",
      "entities": [
        "crystal-and-amorphous-solids"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-cscl-type-coordination-number",
      "type": "choice",
      "prompt": "塩化セシウム型構造で、中心のCs⁺に最も近い距離で接するCl⁻の数（配位数）はいくつか。",
      "choices": [
        "4",
        "6",
        "8",
        "12"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "塩化セシウム型構造では、単位格子の中心のCs⁺のまわりに8個の頂点のCl⁻が最も近い距離で接している。",
      "entities": [
        "ionic-crystal-unit-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-diamond-hardness-reason",
      "type": "choice",
      "prompt": "ダイヤモンドが非常に硬く、融点がきわめて高い理由として最も適切なものはどれか。",
      "choices": [
        "炭素原子の質量が大きいから",
        "分子間の引力が非常に強いから",
        "すべての炭素原子が共有結合で三次元的に強く結びついているから",
        "自由に動ける電子が結晶全体にあるから"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "ダイヤモンドは1個の炭素原子が4個の炭素原子と共有結合で結ばれ、それが三次元的に強く固定されているため非常に硬く、融点もきわめて高い。",
      "entities": [
        "covalent-and-molecular-crystal-structures"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-dry-ice-molecule-count",
      "type": "input",
      "prompt": "ドライアイス（固体のCO₂）では、CO₂分子が面心立方格子と同じ配置（頂点8個・面の中心6個）で並んでいる。単位格子に含まれる分子の数は何個か。",
      "choices": null,
      "answer": "4",
      "accept": [],
      "explanation": "面心立方格子の原子数の数え方と同じく、頂点の分子8×1/8＝1個、面の中心の分子6×1/2＝3個で、合計1＋3＝4個になる。",
      "entities": [
        "covalent-and-molecular-crystal-structures"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-fcc-coordination-number",
      "type": "choice",
      "prompt": "面心立方格子で、1個の原子に最も近い距離にある原子の数（配位数）はいくつか。",
      "choices": [
        "4",
        "6",
        "8",
        "12"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "面心立方格子では、1個の原子のまわりに12個の原子が最も近い距離で接している。体心立方格子の配位数8より多く、より密に詰まった構造である。",
      "entities": [
        "metallic-crystal-cubic-lattices"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-fcc-density-calc-75",
      "type": "input",
      "prompt": "面心立方格子をとるある金属の結晶で、単位格子の一辺が5.0×10⁻⁸cm、原子量が75、アボガドロ定数を6.0×10²³/molとすると、この金属の密度は何g/cm³か。",
      "choices": null,
      "answer": "4.0g/cm³",
      "accept": [
        "4.0",
        "4.0g/cm3"
      ],
      "explanation": "単位格子に含まれる原子は4個なので、単位格子の質量は75÷(6.0×10²³)×4[g]。単位格子の体積は(5.0×10⁻⁸)³[cm³]。密度＝質量÷体積＝4×75÷(6.0×10²³×(5.0×10⁻⁸)³)＝4.0g/cm³。",
      "entities": [
        "metallic-crystal-cubic-lattices"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-graphite-cleaves-and-conducts",
      "type": "choice",
      "prompt": "黒鉛が電気を通し、かつ層状にはがれやすい理由として最も適切なものはどれか。",
      "choices": [
        "黒鉛の炭素原子は金属結合で結びついているから",
        "黒鉛はアモルファスだから",
        "層の中は共有結合で強く結びつき自由に動ける電子があるが、層と層の間は弱い力だけで結びついているから",
        "黒鉛の炭素原子はイオン結合で結びついているから"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "黒鉛は層の中では炭素原子が共有結合で強く結びつき、自由に動ける電子があるため電気を通す。一方、層と層の間には共有結合がなく弱い力だけなので、層どうしがずれやすくはがれやすい。",
      "entities": [
        "covalent-and-molecular-crystal-structures"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-hcp-coordination-number",
      "type": "choice",
      "prompt": "六方最密構造で、1個の原子に最も近い距離にある原子の数（配位数）はいくつか。",
      "choices": [
        "4",
        "6",
        "8",
        "12"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "同じ層の中で6個、1つ上の層で3個、1つ下の層で3個の原子と接しており、配位数は6＋3＋3＝12になる。",
      "entities": [
        "hexagonal-close-packed-structure"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-hcp-example-metal",
      "type": "choice",
      "prompt": "次のうち、六方最密構造をとる金属として適切なものはどれか。",
      "choices": [
        "アルミニウムAl",
        "銅Cu",
        "α鉄（体心立方格子）",
        "マグネシウムMg"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "マグネシウムMgは六方最密構造をとる代表的な金属である。アルミニウムAlと銅Cuは面心立方格子、α鉄（常温の鉄）は体心立方格子をとる。",
      "entities": [
        "hexagonal-close-packed-structure"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-hcp-unit-cell-atom-count",
      "type": "input",
      "prompt": "六方最密構造の六角柱の単位格子で、角にある原子12個（1/6個分）・上面と底面の中心にある原子2個（1/2個分）・内部にある原子3個（1個分）を合わせると、単位格子に含まれる原子の総数は何個か。",
      "choices": null,
      "answer": "6",
      "accept": [],
      "explanation": "12×1/6＋2×1/2＋3＝2＋1＋3＝6個になる。",
      "entities": [
        "hexagonal-close-packed-structure"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-hcp-vs-fcc-packing-fraction",
      "type": "choice",
      "prompt": "六方最密構造の充填率は、面心立方格子の充填率と比べてどうか。",
      "choices": [
        "六方最密構造のほうが小さい約50%",
        "比較できない",
        "ほぼ同じ約74%",
        "六方最密構造のほうが大きい"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "六方最密構造も面心立方格子もどちらも最密構造で、充填率はどちらも約74%で等しい。違いは層の重ね方の繰り返しのパターンだけである。",
      "entities": [
        "hexagonal-close-packed-structure"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-ice-density-lower-than-water",
      "type": "choice",
      "prompt": "氷が液体の水よりも密度が小さい（氷が水に浮く）理由として最も適切なものはどれか。",
      "choices": [
        "氷の中では水分子が分解しているから",
        "水分子が正四面体状に結びつき、すき間の多い構造になるから",
        "氷は共有結合の結晶だから",
        "氷の中の水分子はイオン化しているから"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "氷の中では水分子が正四面体状に結びつき、すき間の多い構造になるため、液体の水よりも体積が大きく、密度が小さくなる。",
      "entities": [
        "covalent-and-molecular-crystal-structures"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-ionic-structure-radius-ratio",
      "type": "choice",
      "prompt": "塩化ナトリウム型構造と塩化セシウム型構造のどちらをとるかは、主に何によって決まるか。",
      "choices": [
        "結晶の色",
        "陽イオンと陰イオンの大きさの比",
        "イオンの質量の大きさ",
        "結晶ができるときの圧力のみ"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "陽イオンが陰イオンに対して十分に大きいと塩化セシウム型構造（配位数8）、陽イオンが小さいと塩化ナトリウム型構造（配位数6）になりやすい。どちらをとるかは主にイオンの大きさの比で決まる。",
      "entities": [
        "ionic-crystal-unit-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-nacl-type-anion-count",
      "type": "input",
      "prompt": "塩化ナトリウム型構造の単位格子で、頂点に8個・面の中心に6個ある陰イオンCl⁻の合計数は何個か（頂点は1/8個分、面の中心は1/2個分として数える）。",
      "choices": null,
      "answer": "4",
      "accept": [],
      "explanation": "頂点のCl⁻は8×1/8＝1個、面の中心のCl⁻は6×1/2＝3個で、合計1＋3＝4個になる。",
      "entities": [
        "ionic-crystal-unit-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-nacl-type-coordination-number",
      "type": "choice",
      "prompt": "塩化ナトリウム型構造で、1個のNa⁺に最も近い距離で接するCl⁻の数（配位数）はいくつか。",
      "choices": [
        "4",
        "6",
        "8",
        "12"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "塩化ナトリウム型構造では、1個のNa⁺のまわりに6個のCl⁻が最も近い距離で接している（反対にCl⁻のまわりにも6個のNa⁺）。",
      "entities": [
        "ionic-crystal-unit-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-unit-cell-lattice-point-term",
      "type": "choice",
      "prompt": "結晶の中で、同じ配列が繰り返される最小の立体の単位を何というか。",
      "choices": [
        "配位数",
        "分子結晶",
        "充填率",
        "単位格子"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "結晶の中で同じ配列が繰り返される最小の立体の単位を単位格子という。単位格子の頂点などの粒子の位置を格子点という。",
      "entities": [
        "crystal-and-amorphous-solids"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ]
}