[高校化学Ⅰ]有機化合物の元素分析の問題について。

質問

炭素、水素および未知の元素Xからなる物質Aの質量組成はC:10.0%、H:0.8%、X:89.2%であり、1atm、100℃における気体状態での密度は3.91g/lである。
物質Aの分子式をC、H、Xを用いて表せ。
ただし、X原子はすべてC原子に結合しているものとする。

という問題ですが、解答はCHX3です。
１分子中の原子の数の比がC:H=1:1となるのは分かりましたが、Xが3個であると決定する部分の解説「物質Aの分子式をCxHyXzとすると、X原子はすべてC原子に結合しているから、Cの原子価よりy+z=4。∴z=3」が分かりません。
X原子1個とC原子が三重結合している可能性が無視されているのは何故なのでしょうか？
確かに物質Aの分子式がCHXだとすると、X原子の原子量が約107となり何となく不自然な気もしますが…
それとも、そもそもこのような形式の分子が存在しないというような前提があるのでしょうか？

教えて頂ければ有難いです。
宜しくお願いします。

回答No.3

toshiz00

まず、理想気体の状態方程式から物質Aの分子量がわかります。

そしたら、１分子中の原子の数の比がC:H=1:1となるのが質量組成からわかります。

物質Aの分子式をCxHyXzとすると、分子量とこの組成（x:y=1:1∴x＝y）から、Xの分子量×zの値を質量組成の式に代入すればxとyが「1」となる。

一般にXと示すのはハロゲンでありCとの結合はすべて単結合が主であるので、原子価よりy+z=4∴z=3となる。

　ちなみに、Cと主に二重結合するのは炭素、酸素etc、三重結合は炭素、窒素etc
　電気陰性度が高いハロゲンはどれも反応性が高く一般記号化されることが多い。

回答No.2

rukuku

はじめまして

CHCl3（クロロホルム）を想定して作った問題だと思います。
107÷3＝35.7　と計算してみて、原子量から「あ～、塩素だ」と感じました。

＞X原子1個とC原子が三重結合している可能性が無視されているのは
＞何故なのでしょうか？
これは出題の不備だと思います。
問題の前半からは、確かにCHX1という組成も考えられます。原子量107というとＸはパラジウム(106.4)か銀(107.98)になります。
パラジウムや銀が本当に炭素と３重結合するのかは分かりません。

また、片方が２重結合で片方が単結合ならCHX2とＸ原子２個になりますので、原子量５４くらいの原子となります。そのくらいの原子となるとクロム(52.0)やマンガン(54.9)になります。これも、本当にそんな化合物があるかは分かりません。

そもそも、パラジウムも銀もクロムもマンガンも「金属元素」ですので、「分子」という形はとりません。

その点、Ｘが３個なら塩素が該当します。

って、高校の化学の問題には難しすぎます。
(｀へ´)

回答No.1

Tacosan

少なくとも, 高校の範囲で「炭素と三重結合を作る元素」は炭素と窒素くらいしかないような気がする. まあ, 高校の範囲を逸脱したとしても「三重結合を作る元素」は限定されてるし, そのような元素で「原子量が 107 くらい」ってものはないんだけど.
もちろん炭素を 4価ではなく 2価と考えることも不可能ではないんだけど, こっちは状況からさらに無理.
と書いておくんだけど, 確かに不親切というか不適切というか, もうちょっと書きようがあるだろと思いますね.