原子のつくり
原子は、電子核と電子からできています。原子核は原子の中心に位置しています。さらに原子核は陽子と中性子から成っています。
上のイラストのように見ると、平面的に見えますが、実際は立体的な構造です。
陽子と電子は以下のような電気を持っています。
原子核
陽 子 … ＋ (プラス)の電気を持っている
中性子 … 電気を持っていない
電 子 … ー (マイナス)の電気を持っている
陽子と電子は他には以下のような性質も持っています。
陽 子 … 原子核に存在しています。非常に安定していて、通常の物質中では移動したり崩壊したりすることはありません。
中性子 … 原子核に存在しています。陽子とほぼ同じ質量です。
電 子 … 原子核のまわりを動き回ります。質量は陽子・中性子よりはるかに小さいです。
電子は原子核からどのくらい離れていますか？
イラストなどを見ると、それほど遠く離れているように見えませんが、実は電子は原子核の直径の数万倍も離れた距離を回っています。例えるなら、東京ドーム(電子が最も遠くでまわっているところ)の真ん中に直径1cmほどの小さな球体(原子核)があるような感覚です。
一般的に、陽子の数と電子の数は等しくなります。つまり＋の電気を持っている陽子と－の電気を持っている電子の数が等しければ、電気を帯びていない状態になります。
上の例にあるように、ヘリウムは電子の数が２個しかありませんが、数個から数十個と、元素によって数は異なります。例えば、ウラン原子は９２個の電子を持っています。
イオンのつくり
原子は本来、電気を帯びていませんが、電子を受け取ったり、失ったりすることによって、電気を帯びるようになります。このように、原子が電気を帯びたものを「イオン」といいます。
イオンには、以下の２種類があります。
陽イオン … 原子が電子を失って、全体として＋の電気を帯びたもの
陰イオン … 原子が電子を受け取って、全体として－の電気を帯びたもの
イオン式の書き方・読み方
◎ 陽イオンを表すときは、＋の記号を元素記号の右上につけます。
◎ 陰イオンを表すときは、－の記号を元素記号の右上に付けます。
＋と－の直前には、価数を書きます。価数とはイオンが持つ電気を量を表す整数値です。＋の場合は受け取った電子の数、－の場合は失った電子の数のことです。値が１のときは省略します。
【右上の表記例】
「＋」のときは、電子を１個失っている、「２＋」のときは、電子を２個失っていることを表します。また「－」のときは、電子を１個受け取っている、「２－」のときは、電子を２個受け取っていることを表します。
【読み方の例】
・水素イオン(Ｈ＋) …「エイチ プラス」
・マグネシウムイオン(Ｍｇ２＋) …「エム ジー ２(に) プラス」
・塩化物イオン(Ｃｌー) …「シー エル マイナス」
・炭酸イオン(ＣＯ３２ー) …「シー オー ３(スリー) ２(に) マイナス」
決まりではありませんが、イオンの価数の読み方は、英語ではなく日本語(いち、にー、さん)で読むことが多いです。
代表的なイオン
| 陽イオン(名称) | イオン式 |
|---|---|
| 水素イオン | Ｈ＋ |
| ナトリウムイオン | Ｎａ＋ |
| カリウムイオン | Ｋ＋ |
| 銀イオン | Ａｇ＋ |
| バリウムイオン | Ｂａ２＋ |
| カルシウムイオン | Ｃａ２＋ |
| アンモニウムイオン | ＮＨ４＋ |
| マグネシウムイオン | Ｍｇ２＋4 |
| 銅イオン | Ｃｕ２＋4 |
| 亜鉛イオン | Ｚｎ２＋4 |
| カリウムイオン | Ｋ＋4 |
| 陰イオン(名称) | イオン式 |
|---|---|
| 塩化物イオン | Ｃｌー |
| 水酸化物イオン | ＯＨー |
| 硝酸イオン | ＮＯ３ー |
| 酸化物イオン | Ｏ２－ |
| フッ化物イオン | Ｆー |
| 臭化物イオン | Ｂｒー |
| 硫化物イオン | Ｓ２ー |
| 炭酸イオン | ＣＯ３２ー |
| 硫酸イオン | ＳＯ４２ー |
| 酢酸イオン | ＣＨ３ＣＯＯー |
| リン酸イオン | ＰＯ４３ー |
イオンができることを表す式
ナトリウム原子がナトリウムイオンになる場合
Ｎａ → Ｎａ＋ ＋ ｅ－
銅原子が銅イオンになる場合
Ｃｕ → Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ－
塩素原子が塩化物イオンになる場合
Ｃｌ ＋ ｅ－ → Ｃｌ－
陰イオンの多くは「●●化物イオン」という名称になります。ただし、多原子イオンに関しては、そうではないものもあります。
多原子イオンとは、複数の原子が集まった陰イオンや陽イオンのことです。例えば、アンモニウムイオン(ＮＨ４＋)、水酸化物イオン(ＯＨー)、硫酸イオン(ＳＯ４２ー)などがあります。
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