原子のつくりとイオン

2020.07.20
化学変化とイオン

1. 前回の単元
2. 原子のつくりとイオン　ここがポイント
3. 原子のつくりとイオン　基本の確認プリント
4. 次の単元

前回の単元

今回の内容は前項「電気分解」の続きです。

電気分解

はるか

原子のつくりとイオン　ここがポイント

Haru_You

これまでの電解質や電気分解についての内容を理解するために、ここで原子の構造について説明しよう。

原子って、物質を構成する一番小さな粒子だから、それ以上細かく分けることはできないって前に習ったよ？

はるか

Haru_You

でもその原子の中もより細かく見ていくことができるんだ。
まず原子には原子核とよばれる部分があり、原子核の中には陽子と中性子という粒子がある。
また、原子核の周囲を電子という粒子が回っているんだ。

じゃあ、たとえば鉄の原子も水素の原子も、同じ陽子・中性子・電子でできているってこと？

はるか

Haru_You

そうだね、実は原子核の中の陽子の数が異なるだけで、異なる原子が生まれるんだ。
また、同じ原子でも中性子の数が異なる同位体（アイソトープ）というものもある。
で、陽子は＋の電気をもち、電子は－の電気を持っているんだ。

てことは、原子は電気を帯びているの？

はるか

Haru_You

いや、原子の中では＋の陽子の数と－の電子の数が等しいので、原子は電気を帯びていないんだ。
これを「電気的に中性」というね。
なんだけど、原子にはその構造上、電子の数が8の倍数＋2（個）になると安定する性質があって、安定した構造になるために原子が電子を切り離したり受け取ったりすることがあるんだ。

じゃあ、電子を9個持つ原子は電子を1個受け取ったり、電子を11個持つ原子は電子を1個切り離したりするのね。
電子を受け取れば－が多くなるし、電子を切り離したら＋が多くなるから電気を帯びることになるのかな。

はるか

Haru_You

そうだね、そうやって電気を帯びた原子、または原子の集まりのことをイオンというんだ。
電子を受け取って－の電気を帯びたものが陰イオン、電子を切り離して＋の電気を帯びたものが陽イオンだね。
実は電解質水溶液というのは、水中でイオンが作られることで電気の流れが生まれていたんだよ。

例えば水素原子はＨだけど、これが水素イオンになったとしたらどうやって表すの？

はるか

Haru_You

イオンは原子記号の右上に＋と－をつけたイオン式で表すんだ。
また、電子を2個以上受け渡しした物は2＋や3－といったように、その個数も合わせて書き表すよ。
中学理科で出てくるイオンについては、その＋－と個数は必ず固定されているから、まずは覚えてしまおう。

主な陽イオン	主な陰イオン
水素イオン　　　　　H^＋	塩化物イオン　　Cl^－
ナトリウムイオン　　Na^＋	水酸化物イオン　OH^－
カリウムイオン　　　K^＋	硝酸イオン　　　NO₃^－
銀イオン　　　　　　Ag^＋	硫化物イオン　　S^2－
アンモニウムイオン　NH₄^＋	炭酸イオン　　　CO₃²^－
銅イオン　　　　　　Cu^2＋	硫酸イオン　　　SO₄²^－
亜鉛イオン　　　　　Zn^2＋
カルシウムイオン　　Ca^2＋
バリウムイオン　　　Ba^2＋
マグネシウムイオン　Mg^2＋
アルミニウムイオン　Al^3＋
鉄イオン　　　　　　Fe^3＋

Haru_You

覚えるポイントとしては、陽イオンが金属と水素ってこと、陰イオンは○酸と○化物ってとこ、とくに塩素の陰イオンが「塩化物イオン」になるとこだね。

数字は丸暗記するしかないかなあ？

はるか

Haru_You

最終的には暗記なんだけどね、電解質の化合物では陽イオンの数と陰イオンの数が等しくなっているから、化合物の化学式と一緒に覚えると効率がいいんだよ。
たとえば塩化水素はHClだけど、これはH^＋とCl⁻でできているわけ。
いっぽう塩化銅はCuCl₂だったよね。
Cl⁻2つとつり合うためには、Cuは2＋じゃないといけないってわかるじゃん。

なるほど、そうやって考えるとHNO₃とH₂CO₃とか、NaOHとCa（OH）₂なんかの意味もわかってくるね。

はるか

Point!

原子のつくりとイオン

・原子は陽子と中性子からなる原子核とその周囲の電子でできている
・陽子は＋の電気を、電子は−の電気を帯びているが、原子の中では陽子と電子の数が等しいため、電気的に中性
・原子が電子を放出したものが陽イオン、電子を受け取ったものが陰イオンとなる