Priblem 1: “A brief history” of life in the universe
1-1. T = 1010 / (1)1/2 = 1010 K (10 billion degrees)
1-2. T = 1010 / (180)1/2 = 0.7 × 109 ≈ 109 K (1 billion degrees)
1-3. t = [1010 / (3 × 103)]2 s = 1013 s = 3 × 105 yr
1-4. t = (1010 / 103)2 s = 1014 s = 3 × 106 yr
1-5. 100 K
1-6. 10 K
1-7. a – (f) – (d) – (h) – (i) – (c) – (g) – (j) – (e) – (b)問題 1: 宇宙における生命の略歴
1-1. T = 1010 / (1)1/2 = 1010 K (100 億 K)
1-2. T = 1010 / (180)1/2 = 0.7 × 109 ≈ 109 K (10 億 K)
1-3. t = [1010 / (3 × 103)]2 s = 1013 s = 3 × 105 年
1-4. t = (1010 / 103)2 s = 1014 s = 3 × 106 年
1-5. T = 1010 / (9 × 1015)1/2 = 100 K
1-6. T = 1010 / (5 × 1017)1/2 = 10 K
1-7. a – (f) – (d) – (h) – (i) – (c) – (g) – (j) – (e) – (b)問題２宇宙に存在する水素

2-1. [(8×8.3 J K-1 mol-1 × 2.7 K)/(3.14)(10-3 kg mol-1)]1/2 = 240 m s-1
2-2. 円柱の体積 = (3.14)(10-8 cm)2(2.4 × 104 cm s-1) = 7.5 × 10-12 cm3 s-1
2-3. 衝突数/秒 = (円柱の体積) × (原子数/単位体積) = (7.5 × 10-12 cm3 s-1)(10-6 cm-3) =7.5 × 10-18 s-1
衝突するまでの時間 = 1/(7.5 × 10-18 s-1) = 1.3 × 1017 s = 約 40 億年
2-4. (240 m s-1)(1.3 × 1017 s) = 3.2 × 1019 m (約 3,000 光年)
2-5. 速度は温度の平方根に比例する。

(240 m s-1)(40/2.7)1/2 = 920 m s-1

2-6. 円柱の体積 = (3.14)(10-8 cm)2(9.2 × 104 cm s-1) = 2.9 × 10-11 cm3 s-1
衝突数/秒 = (1 秒間に水素原子が通り抜ける体積) × (原子数/単位体積) =(2.9 × 10-11 cm3 s-1)(1 cm-3) = 2.9 × 10-11 s-1
衝突するまでの時間 = 1/(2.9 × 10-11 s-1) = 3.4 × 1010 s = 約 1000 年
平均自由行程 = (920 m s-1)(3.4 × 1010 s) = 3.1 × 1013 m
λ (星雲外空間)/(星雲空間) = (3.2 × 1019 m)/(3.1 × 1013 m) = 約 106
2.7 非常に小さい。

まずは与えられているウィーンの法則の式を使って波長を算出する。
T･λ = 2.9 x 10-3 m･K より λ= 2.9 x 10-3/T = 2.9 x 10-5
得られた波長を使って光子１個あたりのエネルギーを計算すればよい。
E = h・ν= h・c /λ （ここで，h=6.63×10-34 J･s：プランク定数，ν= c /λ：光の周波数[Hz]，ｃ：光速）
よってE = （6.63×10-34 J・s）×（3.0×108 m/s）/（2.9 x 10-5 m ） = 6.9 x 10-21 J

与えられているエネルギーの式をから，準位間のエネルギー差を表す式を導く。
EJ+1- EJ = (J + 1) (J + 2)h 2/8π2I -J (J + 1)h 2/8π2I = ２(J + 1)h 2/8π2I
この結果から J が大きくなるにつれ，準位間のエネルギー間隔が広がっていくことがわかる。
したがって，準位間のエネルギーが最小となるのは J=０と J=1 の間の遷移である。よって上式において J=0 の場合を計算すればよい。
２(J + 1)h 2/8π2I ［J=0］ ＝ h 2/４π2I， （ただし I＝μR２）

よって３-１で求められた光子のエネルギーは 6.9 x 10-21 J
CO 分子の場合は 7.68 x 10-23 J
両者を見比べると，１００K におけるピーク波長の光子のエネルギーの方が２桁近く高い。よって１００K の背景
電磁放射によって CO の回転準位の励起は十分に起こりうる。

水素分子（1H2）の J=0 と J=2 の準位間の遷移エネルギーと光子のエネルギーを等しいと置く。
これを波長に関して整理する。
水素分子の慣性モーメントを計算しておく。
よって，求めた波長からウィーンの法則に基づいて温度を計算する。

よって１００K の背景電磁放射によって水素分子の回転スペクトルは十分に観測できる。

【Problem 4：解答】
4-1．1cm3 の質量（158 g）のうち 1H が36％、4He が64％ゆえ、質量は 1H が56.88 g、
4
He が101.12 g。mol にすれば、1H が 56.88 mol、4He が25.28 mol。電子は56.88＋25.28×2＝107.44 mol。合計189.6 mol。

4-2．体積：1H 原子：(4/3)π(0.53×10-8)3 = 6.24×10-25 cm3H2 分子：1.25×10-24 cm31
H 原子核：(4/3)π(1.4×10-13)3 = 1.15×10-38 cm34He 原子核：(4/3)π(1.4×10-13×41/3)3 = 4.60×10-38 cm3
電子：ゼロ①300 K・1 atm の水素は、2 g が 22.4×(300/273.15) = 24.6 L = 24600 cm3 を占める。
分子だけの体積は 1.25×10-24 cm3×6.02×1023 = 0.75 cm3 だから、粒子が空間を占めている割合は 3.05×10-5．（答え）0.003％②0.09 g の H2 は 0.045 mol だから、分子だけの体積は1.25×10-24 cm3×6.02×1023
×0.045 = 0.034 cm3。（答え）3％③4-1 の答えから、
1 cm3 中に1H の占める体積：1.15×10-38 cm3×6.02×1023×56.88 = 3.94×10-13 cm3
1 cm3 中に4H の占める体積：4.60×10-38 cm3×6.02×1023×25.28 = 7.21×10-13 cm3
合計で1.115×10-12 cm3。（答え）1×10-10 ％4-3．状態方程式 pV = nRT に p = 2.5×1011 atm、V = 0.001 L、n = 189.6 mol、R = 0.082
L・atm/(mol・K) を代入して、T = 1.61×107 K。所要温度（1.5×107 K）より少し高い。

問題 5: 惑星の大気

5-1.

5-2. ほぼ一半減期後、Pb-206 と U-238 のモル比は 1 となる。
質量比では、Pb-206/U-238 = 206/238 = 0.87
5-3. (1/2)mve2 = GMm/R
ve2 = (2GM/R) = [(2)(6.67x10-11 N m2 kg-2)(5.98 x 1024 kg)/(6.37 x 106m)]
ve = 1.12 x 104 ms-l
5-4. 水素原子では: (8RT/π M)1/2= [(8)(8.3145 kg m2 s-2 mol-l K-1)(298 K)/(3.14)(1.008 x 10-3 kg mol-1)]1/2= 2500 m s-1 (脱出速度の 22%)
窒素分子では:2500 m s-1 x (1/28)1/2 = 470 m s-1 (脱出速度の 4%)脱出速度を超える速度の割合が、窒素分子に比べて水素原子では、はるかに大きい。
5-5.
a. 木星: 質量大、低温、H/He が高圧下で保持されている。
b. 金星: 軽い元素は失われ、二酸化炭素に富む。高圧。
c. 火星: 質量小、二酸化炭素に富む。低温。
d. 地球: 軽い元素は失われ、二酸化炭素は光合成で酸素となっている。
e. 冥王星: 極めて小さい質量。軽い元素は失われ、極めて低い大気圧である。

5-6.

5-7.

He (4K) < H2 (20K) < N2(77K) < 02(90K) <CH4(112K)
分散力は大きな分子ほど強くなる。
窒素は三重結合を介して、酸素より短い結合距離をとる。
窒素では分散に関与する不対電子の数もより少ない。

問題６

解答

６−１．１８１６年，プラウトの提唱した仮説は以下の通りである。すなわち，すべての物質が完全に水素だけから構成されるというものである。（のちに，著名な天文学者であるハーロー・シャプレイも同様に述べたことは，もし神が言葉の世界を創造されたならば，その言葉も水素であったろう，ということであった。）プラウトが証拠として引用した実験事実は，気体状態の元素の比重は水素の値の整数倍となっていることであった。
６−２．28 NH3 + 21 O2 + 78 N2 + Ar → 92N2 + 42H2O + Ar
６−３．[(92)(2)(14.0067) + 39.948]/93 = 28.142
６−４． 78 N2 + 21 O2 + Ar + 42 Cu → 78 N2 + 42 CuO + Ar
６−５．[(78)(2)(14.0067) + 39.948]/79 = 28.164
６−６．28.164/28.142 = 1.0008

約 0.1%

６−７．4 NH3 + 3 O2 → 2N2 + 6H2O
高純度の窒素の分子量：(2)(14.0067) = 28.013
28.142/28.013 = 1.0046
この計算上の不一致は約６倍(0.0046/0.0008)にも増大する。
６−８．39.948/[(14.0067)(2)(0.78)+(15.9994)(2)(0.21)+(39.948)(0.01)] = 1.379
６−９．5R/3R = 1.67(4)並進

６−１０．空気の体積 = 1000m3 = 106 liter(106)/22.4 = 4.5 x 104 mol の物質量に相当
アルゴン重量は，(4.5 x 104)(0.01)(40) = 1.8 x 104 g = 18 kg
６−１１．
ヘリウム ＝ 太陽
ネオン ＝ 新しいアルゴン ＝ 怠惰なクリプトン ＝ 隠れた
ゼノン ＝ 見知らぬ

問題 7: 塩の溶解度
7-1.

AgCI(s) → Ag+(aq) + Cl-(aq)Ksp = [Ag+][Cl-] = x2 = 1.8x10-10 ⇒ [Ag+] = [Cl-] = 1.34 x 10-5M
AgBr(s) → Ag+(aq) + Br-(aq)Ksp = [Ag+l[Br-] = x2 = 3.3x10-13 ⇒ [Ag+] = [Br-] = 5.74 X 10-7M

7-2. この仮想的なケースでは, [Ag+] = [Cl-] = 1.34 x 10-5M 丁度 7-1 のように.
Cl-(aq)/Cl(total) = Cl-(aq)/(Cl-(aq) + AgCl(s))= (1.3 x 10-5M)(0.200 L)/1.00 x 10-4 mol = 0.027 = 2.7%
7-3. 同様に, 7-1 の通り、[Ag+] = [Br-] = 5.74 X 10-7 M .
Br-(aq)/Br(total) = Br-(aq)/(Br-(aq) + AgBr(s))= (5.7 x 10-7M)(0.200 L)/1.00 x 10-4 mol = 1.1 x 10-3 = 0.11%
7-4. 1.00x10-4 mol の AgCl が沈殿したとすると、1.00x10-5 mol の Ag+イオンが液中に残る。
これより、一部の AgCl は溶解している。
[Ag+] = 5.O x 10-6 + x. [Cl-] = x
Ksp = [Ag+][Cl-] = (5.Ox10-6 + x)(x) = 1.8x10-10=> [Cl-] = 1.1x10-5M (僅かに減少)[Ag+] = 1.6x10-5M (僅かに減少)
Cl-(aq)/Cl(total) = Cl-(aq)/(Cl-(aq)+AgCl(s))= (1.1x10-5M)(0.200 L)/1.00x10-4 mol = 0.022 = 2.2%
同様にして,[Ag+] = 5.O x 10-6 + x. [Br-] = x
Ksp = [Ag+][Br-] = (5.Ox10-6 + x)(x) = 3.3x10-13=> [Br-] = 6.6x10-8M (5.7x10-7M から著しく減少)[Ag+] = 5.1x10-6M (5.7x10-7M から著しく減少)
Br-(aq)/Br(total) = Br-(aq)/(Br-(aq)+AgBr(s))= (6.5x10-8M)(0.200 L)/1.00x10-4 mol = 1.3x10-4 = 0.013%
7-5. AgBr は最初に沈殿する. 理論的には, Ag+濃度が 3.3x10-10M に達すると、AgBr は沈殿
し始めるはずである。この Ag+濃度では, AgCl は沈殿しない.
AgBr: [Ag+] = Ksp/[Br-] = 3.3x10-13/1.Ox10-3 = 3.3x10-10 M
これは設問の Ag+溶液では 3.3x10-8 L に相当し,この容量はミクロピペットで滴下しえる最小の容量よりもはるかに小さい。

7-6. この問題は質量保存則の適用で解くことが出来る。以下のように、溶液は単純化して表すことが出来る。
A = Ag 全量 = [Ag+]0Vadd = (1.00x10-3 M) Vadd
B = Br 全量 = [Br-]0Vadd = (1.00x10-3 M)(0.100L) = 1.00x10-4 mol
C = Cl 全量 = [Cl-]0Vadd = (1.00x10-3 M)(0.100L) = 1.00x10-4 mol
A = [Ag+]0Vadd + nAgCl(s) + n AgBr(s)-B = [Br ]0Vadd + n AgBr(s)-C = [Cl ]0Vadd + nAgCl(s)

(1)
(2)
(3)

+

-

(4)

+

-

(5)

Ksp(AgBr) = [Ag ][Br ]Ksp(AgCl) = [Ag ][Cl ]➧ Vadd = 100mL, Vtot = 200mL (全 Ag = 1.00x10-4 mol)
全ての Ag+は Br-を AgBr(s)として沈殿させるのに使われるとすると，[Ag+] = [Br-] = 0, [Cl-] = 5.Ox10-4M. AgBr= 1.00x10-4 moI, AgCl = 0
平衡では,[Ag+] = Ksp(AgCl)/[Cl-] = 3.6x10-7 M[Br-] = Ksp(AgBr)/[Ag+] = 9.2x10-7 M
全 Ag = Ag+(aq) + AgBr + AgCl, 全 Br = Br-(aq) + AgBr
全 Ag = 全 Br なので, Ag+(aq) + AgCl = Br-(aq)AgCl = ([Br-] - [Ag+]) Vtot = [(9.2 - 3.6)x10-7 M](0.200 L)= 1.1x10-7 mol (全 Cl の 0,11%)[Cl-] = 5.Ox10-4 M (ほとんど AgCl は生成しないので,依然として成立)
AgBr = 1.00x10-4 mol ([Br-]は小さいので,依然として成立)➧ Vadd = 200mL, Vtot = 300mL (全 Ag = 2.00x10-4 mol)Br-も Cl-も Ag+で完全に沈殿すると．
[Ag+] = [Br-] = [Cl-] = 0, AgBr = 1.Ox10-4 moI, AgCl = 1.Ox10-4 moI
平衡では[Ag+] = [Br-] + [Cl-] = Ksp(AgC1)/[Ag+] + Ksp (AgBr)/[Ag+][Ag+] = 1.3x10-5 M[Br-] = Ksp(AgBr)/[Ag+] = 2.5x10-8 M[Cl-] = Ksp(AgCl)/[Ag+] = 1.3x10-5 M
AgBr = 1.00x10-4 mol - [Br-]Vtot = 1.00x10-4 mol

AgC1 = 1.00x10-4 mol - [Cl-]Vtot = 9,6x10-5 mol➧ Vadd = 300mL, Vtot = 400mL (total Ag = 3.00x10-4 mol)Br-も Cl-も Ag+で完全に沈殿すると．
[Ag+] = 2.5x10-4 M, [Br-] = [Cl-] = 0, AgBr = 1.Ox10-4 moI, AgCl = 1.Ox10-4 moI[Br-] = Ksp(AgBr)/[Ag+] = 1.3x10-9 M[Cl-] = Ksp(AgCl)/[Ag+] = 7.2x10-7 M
AgBr = 1.00x10-4 mol - [Br-]Vtot = 1.00x10-4 mol
AgCl = 1.00x10-4 moI - [Cl-]Vtot = 9.97x10-5 mol

V

add

% Br

% Br

% Cl

% Cl

% Ag

% Ag

加えた

(溶液中)

(沈殿中)

(溶液中)

(沈殿中)

(溶液中)

(沈殿中)

0.18

99.8

99.9

0.11

0.07

99.9

0.007

100

4.0

96

2.0

98.0

0.0005

100

0.3

99.7

33.3

66.7

体積

100
mL
200
mL
300
mL

問題８

解答

８−１．（a）微粒子の体積＝(4 x 3.14/3)(0.5 x 10-6/2)3 [m3] = 6.54 x 10-14 [cm3]有効質量 m＝(6.54 x 10-14)(1.10-1.00 [g/cm3]) = 6.54 x 10-15 g(b) mg(h-h0)/kBT=1 であるので
kB = (6.54 x 10-18 [kg])(9.81 [m s-2])(6.40 x 10-5 [m])/293.15 [K] = 1.40 x 10-23 [J K-1](c) アボガドロ数= R/kB = (8.314 [J mol-1 K-1])/(1.40 x 10-23 [J K-1]) = 5.94 x 1023 [mol-1]８−２．
単位胞（ユニットセル）の一辺の長さ＝2 x 2.819 x 10-8 [cm] = 5.638 x 10-8 [cm]
ユニットセル体積＝(5.638 x 10-8 [cm]) 3 = 1.792 x 10-22 [cm3]ナトリウムイオンと塩化物イオン辺りの体積＝1.792 x 10-22 [cm3] / 4=4.480 x 10-23 [cm3]
NaCl の分子量＝26.99 + 35.45 = 58.44
その結晶のモル体積＝ 58.44 g / 2.165 [gcm-3] = 26.99 [cm3]
アボガドロ数＝ (26.99 [cm3])/(4.480 x 10-23 [cm3])=6.025 x 1023
８−３．アボガドロ数＝96496 [C]/1.593 x 10-19 [C] = 6.058 x 1023

解答
9-1

アノード Cu(s) → Cu2+(aq) + 2eカソード 2H+(aq) + 2e- → H2(g)

9-2

全電気量

= （0.601[A]）X（１Cs-1 ／ 1[A]）X（1802[s]）＝1083[C]

9-3

電子の個数

＝

9-4

銅原子の個数＝（6.760x1021）／２

9-5

アボガドロ数＝63.546[g]9-6

誤差のパーセント：9-7

発生した水素ガスの重さ＝（1[g]）（6.760x1021／6.02x1023）＝0.011[g]（1083[C]）X（1電子/1.602x10-19[C]）＝6.760x1021／＝

3.380x1021

1.051 x10-22[g]＝6.046x1023（6.046x1023－6.022x1023）／（6.022x1023）＝0.4[%]

どのような気体であれ，このような軽量のものを捕集し重量測定を行うのは，浮力補正を考えると実際的ではない．

問題10：エンタルピー、エントロピーおよび安定性
10-1.
a. 温度依存性が高い（K 、∆G ）eqb. 結合の強さと密接に関係する（∆H）

c. 乱雑さの変化の尺度（∆S）
d. 反応物と生成物の量に関係する
e. 反応の自発性の尺度

eq

（∆G）

f. 熱の吸収あるいは放出の尺度
10-2.

（K ）
（∆H）

Δ G ＝ ― RTlnKp よ り 、 100 ℃ に お け る Me N·BMe の Δ G は 0.56 kcal/mol で
3

3

Me P·BMe の Δ G は 1.52 kcal/mol と な る 。 従 っ て 100 ℃ で は Me P·BMe が
3

3

3

3

Me N·BMe のに比べて安定である（解離しにくい）。
3

10-3.

3

ΔG＝ΔH―TΔSより
ΔH373=ΔG373+373ΔS373＝ΔG373+373∆S°
Me N⋅BMe ：ΔH＝0.56 kcal/mol＋(373 K)(45.7 cal・K)＝17.6 kcal/mol
33

Me P⋅BMe ：ΔH＝1.52 kcal/mol＋(373 K)(40.0 cal・K)＝16.4 kcal/mol
33

Me N⋅BMe を解離するのにより多くの熱が必要である。従って、Ｎ－Ｂ中心結
33合の方が強い。
10-4.

Me N⋅BMe ：33

ΔH＝17.6 kcal/mol、―TΔS＝(373)(45.7)＝―17.05 kcal/mol、ΔG＝0.56 kcal/mol
Me P⋅BMe ：33

ΔH＝16.4 kcal/mol、―TΔS＝(373)(40.0)＝―14.92kcal/mol、ΔG＝1.52 kcal/mol
エンタルピー変化に関してはMe N⋅BMe が大きいが、エントロピーも大きく増33加している。従って、自由エネルギー変化はMe N⋅BMe が小さくなる。
33

10-5.

ΔG(Me N⋅BMe ) ＞ ΔG(Me N⋅BMe )となればよい。
3

3

3

3

逆転するときの温度をＴとすると
ΔH―TΔS (Me N⋅BMe ) ＞ΔH―TΔS (Me N⋅BMe )
3

3

3

3

17600 cal/mol ― Ｔ(45.7 cal/mol・K) ＞ 16400 cal/mol ― Ｔ(40.0 cal/mol・K)Ｔ(5.7 cal/mol・K) ＜ 1200 cal/mol
Ｔ ＜ 210 K (-63℃)

解答

１１−１
る。

中心元素のホウ素が sp2 混成軌道を形成し，ハロゲン化ホウ素は平面三角形構造とな
:

問題１１

:

:X :

:

:X

B
:

:X:

１１−２ ピリジンと付加体を形成する場合，中心のホウ素周囲の構造は sp3 混成軌道型の正四面体構造となる。この構造がホウ素周囲の立体障害の原因となる。ヨウ素等大きな元素によってこの障害程度は大きくなり，付加体が形成されにくくなる。よって，フッ化ホウ素が付加体をもっとも形成し易いと予想される（つまりフッ化ホウ素がもっとも強いルイス酸性を示すと予想さ
れる）
。
:

:

: X:

: X:

N:

B-

X:

X:

:

:X:

: :

: :

: :

:X

N+

→

B

+

１１−３ 電気陰性度の大きいハロゲンの方が中心ホウ素の電子を引っ張り易いため，酸性が増加する。
そのため，ルイス酸性の序列は，フッ化ホウ素＞塩化ホウ素＞臭化ホウ素，の順となる。
１１−４ 塩化水素と水酸化ナトリウムとでみられる中和のように，安定な酸−塩基付加体の形
成は発熱反応と予想される。エンタルピー変化は，上記でもっとも強いルイス酸性を示すとされたフッ化ホウ素がもっとも大きくなると考えられる。
１１−５ ΔH3=ΔH1+ΔH2 なので，フッ化ホウ素，塩化ホウ素，臭化ホウ素はそれぞれ-31.7，39.5，-44.5 (kcal/mol)となる。実際の酸性の序列は，ハロゲンの電気陰性度を考慮した予想とは反対となる。
１１−６ A: BF3・H2O，B: B(OH)3，C: 3HX (3HCl あるいは 3HBr)
塩化ホウ素や臭化ホウ素のように強いルイス酸性により，水分子中の O-H 結合が活性化され，HXの生成とともに B(OH)3 が形成される。酸素の孤立電子対からのπ供与結合により B(OH)3 が，次の１１−７で説明するような形で安定化される。
１１−７ ホウ素の空の pz 軌道がフッ素の孤立電子対からのπ電子供与を受け，そのことによりホウ素のオクテット則が満たされ，ホウ素—フッ素の結合距離が短くなる。

F

F

F

F

B

B

B

F

F

F

F

F

この種の共鳴構造は付加体形成後では取り得ず，ピリジン付加体の形成傾向は減少すると考えられる。
π供与結合の形成能は，中心のホウ素とハロゲンのエネルギー差に基因しており，元素番号が増加するとともに減少するようである。この種の共鳴は塩化物ではそれほど重要ではなく，臭化物ではほとんど無視してよくなる。これらの共鳴構造体形成能の影響は十分大きなものとなり，誘起効果や立体障害から予想される傾向に反することになる。

問題 12: 緩衝液中での溶解平衡12-1. 100mL の水中の 440mL の H2S = 1 L の水中の 4.4 L の H2S = 0.20 M
12-2. 近似的には, [Cl-], これは 0.02 であるが,それ以外の(5)に現れる全ての陰イオンの濃度は消去しえる. これより(5)は次のようになる.
[H+] + 2[Fe2+] = [Cl-] = 0.020
+ 2

(6)

2-

(2)および(3)より: [H ] [S ]/[H2S] = 1.24 x 10-21[H2S] = 0.2 なので, [H+]2[S2-] = 2.48 x 10-22
+ 2

-19

(7)

(1)および(7)より: [H ] (8.Ox10 /[Fe ])=2.48 x 10-22[H+]2 = 0.031[Fe2+]

2+

(8)

+ 2

(6)および(8)より: 64.5[H ] + [H'] - 0.02 = 0[H+] = 0.0115

pH = 1.94

2+[Fe ] = 0.0043 (43%が溶液中に残留)
検算: [HS-] = (9.5 x 10-8)[H2S]/[H+] = 2.2 x 10-6 << [Cl-] = 0.02
[S2-] = (1.3 x 10-14)[HS-]/[H+] = 2.5 x 10-18[OH-] = 8.7 x 10-13
式(8)は，[H+]が 1/10 になると[Fe2+]は 100 倍になることを.示している.
12-3. [H+]2 = 0.031[Fe2+]から,[H+] = [(0.031)(1 x 10-8)]1/2 = 1.76 x 10-5

pH = 4.75

12-4. 元の状態では,HOAc = 0.10 M x 100 mL = 10 mmol
pH 4.75 の緩衝液である HOAc-OAc-系の Henderson-Hassebach 式は
pH = 4.75 = pK + log [OAc-]/[HOAc] = 4.74 + log [OAc-]/[HOAc]
初期状態では Fe2+ = 0.01 M x 100 mL = 1 mmol
1 mmoI の Fe2+ が沈殿する際に生成する H+は 2 mmol
H+の生成により消費される OAc- = 2 mmol
log [OAc-]/[HOAc] = 4.75 – 4.74 = 0.01
x = 元の OAc- の物質量(mmol)とすると，(x - 2)/(10 + 2) = 100.01 = 1.02, x = 14.3 mmol
[OAc-] = 14.3 mmo]/100 mL = 0.143 M
12-5, pH = 4.74 + log(0.143/0.10) = 4.90

13-1
Ag+(aq) + e- → Ag(s)E0=0.7996 V
ΔG0=ΔGf0(Ag(s)) – ΔGf0(e-) – ΔGf0(Ag+(aq)) = –ΔGf0(Ag+(aq)) = –FΔE0
従って、ΔGf0(Ag+(aq)) = FΔE0 = 77.15 kJ/mol
注釈
標準状態で安定な単体の標準生成自由エネルギーは０とする。
単体とは 1 種類の元素だけからできている純物質。 純物質とは一定の性質を示すものであり、水素(H2)・ナトリウム(Na)・塩素(Cl2)などが単体である。単に単一の元素からできているだけでは単体とは言えないこともある。

∆G = −nFEn：量論数、F：ファラデー定数
1CV=1J

9.65×104Cmol-1、E：電位

13-2
+

+

Ag (aq) + 2 NH3(aq) → Ag(NH3)2 (aq)++∆G° = ∆Gf°(Ag(NH3)2 (aq)) – ∆Gf°(Ag (aq)) – 2 ∆Gf°(NH3 (aq))= –17.12 kJ – 77.15 kJ – 2(–26.50 kJ) = – 41.27 kJ
ln K f =− ∆G 0= 16.65
RT+

Kf =[ Ag ( NH 3 ) 2 ]= e 16.65 = 1.7 × 10 7+
[ Ag ][ NH 3 ] 2

注釈
温度Ｔでの自由エネルギーと平衡定数の関係は次式で与えられる∆G = − RT ln K

13-3
+

–

AgBr(s) → Ag (aq) + Br (aq) E° = (0.0713 – 0.7996) = -0.7283 V− ∆G 0 − nFE 0
ln K sp === −28.347
RTRT

K sp = [ Ag + ][ Br − ] = e −28.347 = 4.89 × 10 −13

13-4
13-2、13-3 の結果から[Ag+]<<[Ag(NH3)2]と仮定する–+

K sp = 4.89 × 10 −13

AgBr(s) → Ag (aq) + Br (aq)++K f = 1.7 × 10 7

Ag (aq) + 2 NH3(aq) → Ag(NH3)2 (aq)
従って、
+

–

AgBr(s) + 2 NH3(aq) → Ag(NH3)2 (aq) + Br (aq) K = K sp K f = 8.31 × 10 −6

S2= 8.31 × 10 −62(0.1 − 2S )S
K=
= 2.88 × 10 −3(0.1 − 2S )K=–

S=[Ag(NH3)2]= [Br ]=2.9×10-4 M
–

+

-10

[Ag ]=Ksp/ [Br ]=1.7×10

M <<[Ag(NH3)2+]

従って、AgBr の溶解度は 2.9×10-4 M

13-5
-

+

-13

[Br ]=Ksp/ [Ag ]=4.89×10∆E 0 = ∆E +/0.0600 =8.15×10-12

RT [ Br − ][ H 3 O + ] 2
ln
nF
PH 2

= 1.721 +0.0592(8.15 × 10 −12 ) 2 12log 10= 1.065V2
1

13-6
Br2(aq)の溶解度を計算するためにまず次の反応のギブズ自由エネルギーを計算
する。
ΔG0 ?

Br2(l) →Br2 (aq)E10=1.065 V, ΔG10 = -2F E10=-2.130F V
Br2(l) + 2e- → 2Br- (aq)
まず半電池反応の E20 を求める。
E20, ΔG20 = -2F E20
Br2(aq) + 2e- → Br2 (aq)ラティマー図より
BrO3-(aq) + 6H3O+(aq) + 6e- → Br-(aq) + 9H2O(l) E30=1.441 V
E40=1.491 V
BrO3-(aq) + 5H3O+(aq) + 4e- → HOBr + 7H2O(l)E50=1.584 V
2HOBr + 2H3O+(aq) + 2e- → Br2(aq) + 4H2O(l)従って、
E30=1.491 V
2BrO3-(aq) + 12H3O+(aq) + 10e- → Br-2(aq) + 18H2O(l)E60=(2×4 E40 + 2 E50)/10 = 1.5096 V
同様に、
Br2(aq) + 2e- →2Br- (aq)E20=(2×6 E30 - 10 E60)/2 = 1.098 V
ここで 6 E30 =4 E40 + E50 + E20
ΔG20 = -2FΔE20 = -2.196F V
最終的に
ΔＧ0 =ΔG10 -ΔG20 =0.066F V =6368 J/mol
従って、[ Br2 ( aq)] = K = e

∆G 0
RT

= e −2.569 = 0.077( M )問題 14: 空気中のオゾン濃度の測定
14-1.

14-2.

14-3. 吸光度は次により与えられるので，
A = - log T= -log(Isample/Iblank) = log(Rsample/Rblank)= log(19.4 k/12.1 k) = 0.205[I3-] = AIεb = 0.205/(240,000 M-1cm-1)(1.1 cm) - 7.76x10-7 M
03 の物質量(モル数)は= Vsample[I3-] = (0.01 L)(7.76x10-7 mol/L) - 7.76x10-9mol
14-4. 採取された空気の物質量(モル数)は= PV/RT = P(tsampling F)/RT= (750 torr)(30 min)(0.250 L/min)/(62.4 torr・L mol-1K-1)(298K) = 0.302
mol
ppb で表した O3 濃度 = (7.76 x 10-9 mol/0.302 mol) x 109 = 25.7

問題１５

解答

１５−１．
ー

+

N

ー

N:
:

:

:N

:N

N:

１５−２．窒素のモル数＝PV/RT=(1.25 [atm])(15 [L])/(0.08206 [L atm K-1 mol-1])(323[K])=0.707
アジ化ナトリウム 2 モルから 3.2 モルの窒素を生成するので，0.707 モルの窒素を生成するのに必要なアジ化ナトリウムの重量＝(2)(0.707/3.2)(65 [g mol-1]) = 29 [g]１５−３．4 C3H5(NO3)3 → 6N2 + O2 + 12 CO2 + 10 H2O
Pb(N3)2 → Pb + 3N2
これら３つの反応では反応物はすべて少量の固体あるいは液体である。それに比して大量の窒素ガスを生成する。ニトログリセリンは他の気体成分も作り出す。生成した窒素分子は三重結合をもっており，とても安定な構造である。そのため，反応は明確な発熱反応であり，そのため生成した気体成分は急速に膨張するのである。
１５−４．2NaN3 + H2SO4 → 2HN3 + Na2SO4
１５−５．NaN3 = 60 [g]/(65 [g/mol]) = 0.923 [mol]H2SO4 = 3 [mol/L] x 0.1 [L] = 0.3 [mol]HN3 = (2)(0.3 [mol])(43.0 [g/mol]) = 26 [g]問題１６１６−１．⊿S0 = (2)(192.5) – (191.6 + 3 x 130.7) = -198.7 [J/K mol]
この反応は発熱反応となって環境のエントロピー増大のために必要な熱を生成し，それによって系のエントロピーの減少を補わねばならない。
１６−２．水素を他の電気陰性度の高い元素と組み合わせると，より発熱となると考えられる。
H2O (g) : -241.82 kJ/mol
HF (g): -271.1 kJ/mol
NH3 (g): -46.11 kJ/mol
１６−３．⊿Stot（全エントロピー） = ⊿Ssys（系） + ⊿Ssur（環境） = ⊿Ssys（系）–⊿Hsys（系）/T=198.7 [J/K] + (46.11)(2) x 103 [J]/298 [K]) = +110 [J/K]
１６−４．
k1 = A exp (-Ea/RT) = 1013 exp [-940 x 103/(8.3145 x 1073)] = 1.74 x 10-33 sec-1
k2 = A exp (-Ea/RT) = 1013 exp [-470 x 103/(8.3145 x 1073)]] = 1.32 x 10-10 sec-1触媒を用いた場合，速度比は k2/k1 = 7.6 x 1022 にもなる。
１６−５．触媒１つ（立方体１つ）の質量＝7.86 [g/cm3] x (10-4 [cm])3 = 7.86 x 10-15 kg
1 kg 中の立方体触媒の数＝ 1 [kg]/(7.86 x 10-15 [kg]) = 1.27 x 1014
Fe 触媒の表面積＝6 x 10-12 [m2] x 1.27 x 1014 = 763 [m2]窒素分子の表面積＝0.16 x 10-18 [m2]窒素分子モル数 = Fe 触媒の表面積／窒素の表面積＝4.77 x 1021 = 7.92 x 10-3 [mol]１６−６．1 [kg]/(0.5 [kg/mol]) = 2 [mol] = 1.20 x 1024
１６−７．16/2 x 30.5 [kJ/mol] = 244 [kJ]
したがって，E(ニトロゲナーゼ) < E(化学産業)

問題１７
１７−１．
Si 原子: 1/8 個 x 8 + 1/2 個 x 6 + 1 個 x 4 = 8（個）,O 原子: 1 個 x 16 = 16（個）１７−２．sp3 混成軌道， 109.5 degree
１７−３．正八面体

F

2-

F

F
Si
F

F

F

１７−４．気体のルイス構造が形式的な電荷を示すので，O=C=O ではなく，:C=O:となるはずであり，そこで炭素原子には形式的な電荷である-1，酸素原子には+1 が当てられる。それゆえ，両論反応式は以下のとおりになる。
SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g)
１７−５
C

CO

O
3σ*
1π*

2p

2p
3σ
1π
2σ*

2s

2s
2σ
1s*
1s

1s
1σ

１７−６

Si(s) + 2Cl2(g) → SiCl4(I)１７−７正四面体構造

Cl
Si
Cl

Cl
Cl

１７−８

C：SiHCl3

極性あり

H
Si

双極子モーメント

Cl

Cl
Cl
１７−９

(1 [g]/28.086 [g/mol]) x 0.1 x 10-9 x 6.02 x 1023 = 2.2 x 1012

１７−１０ B 原子をドープしたシリコンウェファーには，ホールが存在する。近隣に存在する電子がそこに入り込み，電気伝導性が生じることとなる。それゆえ，
ホールは電荷のキャリアーなのである。この種のドープ半導体が p 型半導体である。
１７−１１
純シリコン

ホウ素ドープシリコン

伝導体
フェルミ準位
価電子帯

禁制帯
受容準位
正孔の発生

問題１８

解答

１８−１

square planar (SP)構造

１８−２

Ni2+, d8, square planar, 反磁性

dx2-y2dxydz2dyz, dxz

１８−３

長鎖アルキル側鎖：-C16H33

１８−４

長鎖アルキル基により発現する疎水性

１８−５

結合ａ

１８−６

還元によって結合 b と結合 c は短くなる。

１８−７

６配位数

１８−８

π—πスタッキング相互作用問題１９：立体化学（有機合成－１）
１９－１．
Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｆ’，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎの化学構造については次ページのスキームの中に示してある。
１９－２．

CH2OH
O H

H
OH

CH2OH

H
OH

H

H

OH

O

CH2OH

OH

H
OH

H

H

OH

CH2OMe
O H
H
H
OMe H
OMe
OMe
H

H
OH

H

H

OH

マルトース（maltose）

H(OH)

CH2OH

O H

H

O OH(H)

H

OH

H
O

O

H
OH

H

H

OH

マルトビオン酸

COOH

CH2OMe
OMe
H
H
COOH
H
OMe
H

OMe

（maltobionic acid）

ＣH

OH H O
H

HOHO

H
OH

H OH

H O

H

H

O
HO

H

H

maltose

+

H 2O

OH
OH

H

H
HO
H
H

OH

H

H OH

OH
O

MeO
MeO

NaOH

OH
H

HO

OH

H

OH

CHO
H
OMe
MeO
H
H
OMe

H

D

E

CrO 3

COOH
OMe
COOH

H

COOH
OMe
CH2OMeH

CH2OMe

I
COOH
OMe
H
O
H
OMe
CH2OMeH
MeO

LiAlH4

H
MeO
H
H

CH2OH
OMe
H

CH2OMe

I

+

OH
OMe

H

F

+

OMe

MeO

+

CH 2OH
OMe
H
H
H
OMe
CH 2OMeK

CH 2OMe
OMe
H
H
H
OMe
CH 2OMeM

Me2SO4 NaOH
CH2OMe
OMe
H
OMe
H
OMe
CH2OMe

H
MeO
MeO

L

COOH
OMe
H
COOH

G

+

COOH
CH2OMe

F'

H
MeO
HO

J

H
MeO
H

O
OMe
OH

CH 2OMe

OH

F+F'
O
G+H

H

H

COOH
H
OMe
MeO
H
H
OH

+

COOH
H
OMe
MeO
H

H
H

OMe
CH2OMe

H

OMe

MeO

C

H+
H 2O

OMe

H

OMe
O

H

maltobionic acid

HNO3

H

H

O

H

E

N

H O

Me2SO4

H
H

HNO3

COOH
OH
H
OH
OH
COOH

OMe

H
H O

HO
HO

H
HO
H
H

B
gulcose

Br2
H2 O
H

CHO
OH
H
OH
OH
CH2OH

H

COOH
H

OMe

MeO

H
O
OMe

H

COOH
H
MeO

CH2OMe

I

OMe

酸化

OH
OMe

H

H
MeO

OMe

CH2OMeOMe
CH2OMe

酸化
COOH

COOH

OMe

H

=

OMe

MeO

OH

H
COOH

O

G

+
O
CH2OMe

COOH

=

H

OMe
CH2OMe

F'

OH

OMe

F

OH
OMe

H

H

H

OMe
COOH

O

COOH
H
OMe

MeO

H2O

+

ケト－エノール
互変異性

H

COOH
H

O

CH2OMe

MeO

H+

COOH

H+
H2O

COOH
CH2OMeH

問題２１エナミンの化学（有機合成－３）

解答

21-1．

..
N
H

+

O

H+

H

..
N

OH2

+

N

..
N

H+

O

移動

OH

+

-H2O

N

..
N

-H+

H

H2O

H2O

21-2． 普通には、21-1 に示したような酸触媒反応でエナミンが生成する。
しかし、大過剰の酸が存在すると、求核剤である塩基性のアミンが完
全にプロトン化されてしまい、最初の段階である求核付加反応が起こ
らなくなってしまう。

21-3． キラルな第二級アミンの片方の鏡像異性体を原料として合成されたエ
ナミンはキラルである。そのため、マイケル付加反応がエナミンの片側のみから選択的に起こり、付加体も片方の鏡像異性体のみが選択的に得られることになる。

O
..
N
H

+

H+

..
N

次の図に示すように，このオレフィンのシス-配座はアミドのプロトンとエステルのカルボニル酸素の間に強い水素結合を作らせることになる。
この強い水素結合によってアミド基のプロトンは大きく低磁場側に移動し
た。

問題２３
23-1．

不凍タンパク質

解答

凝固点降下は式，ΔＴ = －Kf m で表されるのでモル濃度 m は -20 = -1.86 m から
ｍ = 10.75 mol/kg となる
1 kg 水中のグリセロールの質量は
w = m x MW（分子量） = 10.75 x 92 =989 g
したがって，（溶液中の）グリセロールの質量は約 50％ということになる。
これは，昆虫の体液中にある量としてはあまりに多すぎるので，凍結を防止するためには何か他の要因を考えざるを得ないだろう。
浸透圧はファント・ホフの式 π = c RT で表される。モル濃度 c が上のようにして求めた数値とほぼ同じであると仮定すると
浸透圧 ＝ 10.75 x 0.082 x (273-20) = 223 atmということになる。
このような高い浸透圧では生物は生存できないだろう。

23-2． 図１から一月のグリセロール含有量は2500 mmol/g = 2.5 mol/kg =グリセロール 230 g ／水 1 kg
したがって，グリセロールの含有量は全体重の 18.7% となる。
この濃度での凝固点降下は-2.5 ｘ 1.86 ＝ -4.7 °C
この数値は，一月の気温よりはるかに高い温度である。
23-3． トレオニンやアスパラギン酸の側鎖は互いに近接していて，それぞれの酸素原子，水素原子を介して水素結合を形成している。しかしながら，氷の微粒子が近くにくると，これらの側鎖とその微粒子の表面にある水分子との間での水素結合の方が優先する。その結果，氷の結晶が成長するのを妨げることになる。（水が凍らないということ）

Problem 24: The human body
問題24：人体 (解答)24-1 一つの水分子中の三つの原子の平均原子量は18÷3 = 6である．
他の分子中の原子の平均原子量もほとんど同じである．
例えば，炭水化物，C(H2O)，を考えてみなさい．28÷4 = 7.
以上のことから，人体が水だけからできていると仮定しよう．
60 kgの水は10,000モルの原子に相当し，これは6×1027個なので，約1028個の原子に相当するといえる．
解説：炭水化物は本来Cm(H2O)nで表される．例えばブドウ等の場合はC6(H2O)6となる．一般的に，炭水化物にはmとnの値が近いものが多いので，代表的な組成式としてここではC(H2O)を用いている．
24-2 人体の密度を1 g/m3と仮定しなさい．
人体の体積は，6 × 10-2 m3
一つの細胞の体積は，6 × 10-16 m3
一つの細胞の辺の長さは，8 × 10-6 m （約10ミクロン）
解説：ここでは60 kgの人を例にとっているが，体重が異なる人でも同じ答えになる．人体の密度（比重）の1 g/cm3という数値は，人間の身体が水にようやく浮くくらいであることを考えれば導き出せる．細胞の体積から細胞の辺の長さを求めるために3乗根の計算を行う必要があるので，もし関数電卓を使う場合は慣れておく必要がある．ただし，この問題に限ってはそこまで厳密な精度を求められているわけではないので，関数電卓がなくても次のような方法で求められる．
6 × 10-16 = 600 × 10-18．
なお，73 = 343, 83 = 512, 93 = 729であることから，
600 × 10-18 ≈ (8 × 10-6)3であることはおおよそ見当をつけることができる．
24-3 一つの細胞に含まれる原子の数は，1028÷1014 = 1014
細胞中の原子一個あたりの体積は，6 × 10-16 m3 ÷ 1014 = 6 × 10-30 m3
二つの原子の原子核間の距離は，2 × 10-10 m = 2 オングストローム
解説：最初の二つの式では，24-1や24-2の答えや途中で求めた数値を引用している．最後の，2 × 10-10 mは，その前の6 × 10-30 m3の3乗根のおおよその値である．

24-4 1モルの水の体積は，18 × 10-6 m3
一つの水分子が占める平均体積は，3 × 10-29 m3
二つの水分子の重心間の距離は，3 × 10-10 m = 3 オングストローム
解説：二段目の3 × 10-29 m3は，18 × 10-6 m3をアボガドロ数（この場合，6 × 1023
でよい）で割ったものである．最後の3 × 10-10 mは，3 × 10-29 m3の3乗根のおおよ
その値である．
24-5 1モルの水の体積は，18 × 10-6 m3
1モルの水に含まれる原子数は，18 × 1023
水の中の一つの原子が占める平均体積は，10-29 m3
水に含まれる原子の原子核間の平均距離は，2 × 10-10 m = 2 オングストローム
解説：二段目の18 × 1023はアボガドロ数に3（水は三原子分子である）をかけた
もの．三段目の数値は一段目の数値を二段目の数値で割ったもの．答えの2 × 10-10mは，三段目の数値の3乗根のおおよその値である．全体を通して，「推算」に重きがおかれており，厳密な計算を要していないことに注意．

問題２５：ヘモグロビン
25-1 1 L 中に 150g のヘモグロビンがあるので、150g／67,000 g mol-1＝0.0022 mol
25-2

0.0022M

１モルの空気の体積＝22.4×10-3m3
上記の体積中の酸素分子の数＝（6.02×1023）（0.21）＝1.26×1023
酸素分子 1 つあたりの空気の体積＝（22.4×10-3m3）／（1.26×1023）＝1.78×10-25m3
酸素分子間の平均距離＝5.6×10-9m

25-3 溶解度＝（1.3×10-3 mol L-1 atm-1）（0.21 atm）＝2.7×10-4 mol L-1（2.7×10-4 mol）＝1.6×1020
1 L の水に溶解している酸素分子の数＝（6×1023 mol-1）
酸素分子 1 つあたりの水の体積＝（1×10-3m3）／（1.6×1020）＝6.3×10-24m3
酸素分子間の平均距離＝1.8×10-8m
25-4 1 L の血液中の酸素分子の数＝（4）（0.0022）（6×1023）＝5.3×1021
酸素分子 1 つあたりの血液の体積＝（1×10-3m3）／（5.3×1021）＝1.9×10-25m3
酸素分子間の平均距離＝5.7×10-9m
25-5 アミノ酸の平均分子量はおよそ 130 である。
ペプチド結合の形成により水が脱離するので、
67,000／（130-18）＝600 アミノ酸残基
実際のヘモグロビンはそれぞれ 141 アミノ酸残基からなる 2 本のα（アルファ）鎖と2 本のβ（ベータ）鎖からなっている。
25-6 地球上のすべての生物は 20 種類の共通のアミノ酸を用いている。
25-7 トリプシンは 20 種類のアミノ酸のうち 2 つ（アルギニンとリシン）のアミノ酸残基に隣接する部分を加水分解する。

よって平均すればトリプシンはペプチド結合の10 個に 1 つを切断する。
平均的なトリプシン処理ペプチドのアミノ酸残基の数＝20／2＝10
25-8 ペプチド結合形成における水の脱離を考慮すると、（130-18）×10＋18＝1,140＝およそ 1,000※英語版の解答では有効数字が混在しているが、原文に従って訳した。本来は２桁で統一すべきである。
※25-8 は計算がおかしい。左辺を計算すると 1,138 である。＝およそ 1,000 はそのままでよい。

問題 26: ヘモグロビンの質量分析
26-1. 浸透圧(凝固点降下は余りに小さく,質量分析は適用できなかったため)
26-2. 電荷 1 のタンパク質イオン(67,435 Da)では，
電気エネルギー = eV = (1.60218 x 10-19 C)(2.0000 x 104 V) = 3.20436 x 10-15 J
26-3.
mv2/2 = 電気エネルギーm = (2)(電気エネルギー)/v2= (2)(3.20436 x 10-15 J)/(1.0000m/1.3219 x 10-4 s)2 = 1.11987 x 10-22 kg[M+H]+ の分子量 = (1.11987 x 10-22 kg)(6.O221 x 1023) = 67.440 kg
ヘモグロビンの分子量 = 67,440 - 1 = 67,439
質量の正確さ = 67,439/67,434 = 1.000074 74 ppm
26-4. 衝突が起こる円柱の体積 = πd2v
単位体積当りの分子数: N/V= PNo/RT
衝突数/秒 = (衝突が起こる円柱の体積)(分子数/単位体積)= (πd2v)(PNo/RT)
衝突から次の衝突までの時間 = 1/[(πd2v)(PNo/RT)]
平均自由行程 = 衝突から次の衝突の間の速度/時間= v/[(πd2v)(PNo/RT)] = 1 m
P = (RT/N0)/[(πd2)(1 m)]= (8.314 J mol-1 K-1)(298K)/[(6.02 x 1023 mol-1)(3.14)(2 x 10-10 m)2(1 m)]= 3.3 x 10-2 Pa = 3.2 x 10-7 atm

問題 27 解答
１．リジン（Lys, K）とアルギニン（Arg, R）の側鎖がメチル化に適している。なぜなら，
これらのアミノ酸の側鎖の窒素官能基はメチル基を２つ以上つけることができるから。他の，酸素官能基を側鎖に持ったアミノ酸では，メチル基は１つしか入らない。
[訳者註：解答をみて初めて出題意図が判明した。メチル基が複数個入った状態を取れるもののほうが，｢多様性｣を出すために有利，ということらしい。]
２．三リン酸エステルはよい脱離基であり，硫黄はよい求核剤である。メチオニンの硫黄が ATP の三リン酸エステルを脱離基とする SN2 型の反応を起こして，SAM ができる。

削除: 部分
削除: 官能基
削除: 部分

メチオニン

三リン酸

３．
O

O

O

H2N CH C OH

H2N CH C OH

H2N CH C OH

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

NH

N

CH3

CH3

CH
CH3

CH3

N CH3
CH3

O

O

H2N CH C OH

H2N CH C OH
O

CH2
CH2

H3N

CH C

CH2

CH2

CH2

CH2

NH2

S

O
N
N
CH2

H3C

H
H

OH

CH2

NH2

O

N
N

CH2

塩基
-塩基の共役酸

O

H3N

CH C

N

CH2

CH2

CH2

CH2

N

S

HN

CH2

CH3

H

H
H

NH2

O

H

H

O

OH

H

H
O

H2N CH C OH

H2N CH C OH

CH2
CH2
CH2

CH2
CH2

+

CH2

CH2
CH3

N

CH3

N

H

O

さらに同様のメチル化が進行

N

CH
CH3

N CH3
CH3

A-H は反応系中にあるブレンステッド酸（＝ブレーンステズ‐ローリーの理論による酸。
参考書｢化学入門コース｣の４巻４２ページ参照）。

問題２８．酵素反応における遷移状態
＜解答＞
２８−１

遷移状態の安定化エネルギーは，選び出された抗体と通常の抗体の示す KD の間のΔG0(ΔG0＝-RT lnKeq)値を比べることで算出できる．

２８−２※１行目の式の右辺は、exp{(Euncat - Ecat)/RT}のほうが望ましい。
２８−３

２８−４

問題２９：自然のビルディングブロック 解答
29-1[Ac = CH3CO- ， Bz = PhCO-]

29-2

Nylon-6,6 = ６，６－ナイロン， Polyurethane = ポリウレタン， Glyptal = グリプタール（商品名）
29-3

問題 30: 正誤問題
正: 2, 3. 7, 8, 9. 11
誤: 1, 4, 5, 6, 10, 12