技術士第一次試験『R06基礎科目』４群：材料・化学・バイオに関するもの｜全6問【解説】

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「問題文」

Ⅰ-4-1

　ハロゲンに関する次の（ア）～（エ）の記述について、正しいものの組み合わせとして、最も適切なものはどれか。

（ア）ハロゲン原子の電気陰性度は、大きいものからF、Cl、Br、Iの順である。

（イ）ハロゲン分子の酸化力は、強いものからF₂、Cl₂、Br₂、I₂の順である。

（ウ）同濃度のハロゲン化水素の水溶液に含まれる水素イオンの濃度は、高いものからHF、HCl、HBr、HIの順である。

（エ）ハロゲン化水素の沸点は、高いものからHF、HCl、HBr、HIの順である。

① ア、イ　② ア、ウ　③ イ、ウ　④ イ、エ　⑤ ウ、エ

「日本技術士会」HP

Ⅰ-4-2

　2価の多原子イオンを含む化合物として、最も適切なものはどれか。

① 硫化銀
② 水酸化ナトリウム
③ 硫酸アンモニウム
④ 硝酸鉛（Ⅱ）
⑤ リン酸カルシウム

「日本技術士会」HP

Ⅰ-4-3

　材料の結晶構造に関する次の記述の、【　】に入る語句の組み合わせとして、最も適切なものはどれか。

　結晶は、単位構造の並進操作によって空間全体を埋めつくした構造を持っている。室温・大気圧下において、単体物質の結晶構造は、FeやNaでは【ア】構造、AlやCuでは【イ】構造、TiやZnでは【ウ】構造である。単位構造の中に属している原子の数は、【ア】構造では【エ】個、【イ】構造では4個、【ウ】構造では2個である。

　　 ア　　　　　　　イ　　　　　　ウ　　　  エ
①面心立方　　　六方最密充填　体心立方　　　4
②面心立方　　　体心立方　　　六方最密充填　2
③体心立方　　　面心立方　　　六方最密充填　2
④体心立方　　　六方最密充填　面心立方　　　4
⑤六方最密充填　面心立方　　　体心立方　　　3

「日本技術士会」HP

Ⅰ-4-4

　材料に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。

① クロムの含有率が10%未満の鉄系合金はステンレス鋼ではない。

② 比強度は、単位密度当たりの引張強度を表した数値であり、ヤング率を密度で除して求められる。

③ 室温において、純銅、純鉄、純金の電気抵抗率には、
　　純銅 < 純金 < 純鉄
　の関係が成立する。

④ ダイヤモンドは硬度が高く熱膨張率が小さいため、切削工具の素材として用いられる。

⑤ 水素の吸収によって金属材料の物性が変化する現象を水素脆化と呼ぶ。

「日本技術士会」HP

Ⅰ-4-5

　DNAに関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。

① DNAの塩基は、アデニン、シトシン、グアニン、ウラシルである。

② 互いに逆平行に並ぶ2本のDNA鎖を結び付けているのは、塩基間の水素結合である。

③ DNAポリメラーゼによる新生鎖の合成では、鋳型となる一本鎖DNAが必要であり、新生鎖は合成により5'から3'方向に伸長する。

④ DNAの塩基はすべて二重らせん構造の内側にあり、糖とリン酸よりなる主鎖は外側に出ている。

⑤ 脊椎動物の細胞では、DNAのメチル化は遺伝子発現パターンを子孫細胞に引き継ぐ機構となる。

「日本技術士会」HP

Ⅰ-4-6

　タンパク質の性質に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。

① フェニルアラニン、ロイシン、バリンなどの非極性アミノ酸の側鎖は、タンパク質の表面に分布していることが多い。

② タンパク質を構成するアミノ酸は、ほとんどがD体である。

③ タンパク質は、20種類のアミノ酸がペプチド結合という非共有結合によって結合した高分子である。

④ タンパク質のアミノ酸配列は、核酸の塩基配列によって規定される。

⑤ タンパク質の安定性には、静電相互作用、水素結合、疎水性相互作用、ジスルフィド結合などの非共有結合が重要である。

「日本技術士会」HP

【解説】

Ⅰ-4-1

正答は①（ア、イ）です。各選択肢を詳しく見てみましょう。

（ア）電気陰性度について：正しい

• 電気陰性度とは、原子が電子を引きつける強さのことです。ハロゲンでは、原子番号が小さいほど（原子が小さいほど）電気陰性度が大きくなります。

• F（フッ素）> Cl（塩素）> Br（臭素）> I（ヨウ素） これは原子核と最外殻電子の距離が近いほど、電子を強く引きつけるためです。

（イ）酸化力について：正しい

• 酸化力とは、他の物質から電子を奪う力のことです。

• ハロゲンでは電気陰性度が大きいほど酸化力も強くなります。

• F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂ フッ素が最も酸化力が強く、ヨウ素が最も弱いです。

（ウ）水素イオン濃度について：間違い

• ハロゲン化水素の酸性の強さは、HF < HCl < HBr < HI の順です。

• HFは弱酸（水素結合のため解離しにくい）

• HCl、HBr、HIは強酸（この順で酸性が強くなる） よって水素イオン濃度は HI > HBr > HCl > HF の順になります。

（エ）沸点について：間違い

• HFは水素結合により異常に高い沸点（19.5℃）

• 他は分子量順：HI（-35℃）> HBr（-67℃）> HCl（-85℃） 正しくは HF > HI > HBr > HCl の順です。

したがって、正しいのは（ア）と（イ）なので、答えは①です。

Ⅰ-4-2