中3理科 原子の構造とイオンまとめと問題

中3理科 原子の構造とイオンまとめと問題

原子の構造とイオンに関するまとめと問題です。

原子は陽子と中性子からなる原子核と、電子でできています。陽子は+の電気、電子は-の電気を帯びていますが、原子は電気的に中性になります。+の電気や-の電気を帯びているのがイオンです。

原子の構造と陽子・中性子・電子の特徴、イオンのでき方、イオン式について見ていきます。

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原子の構造~陽子・中性子・電子~

中3理科 原子の構造とイオンまとめと問題

原子の構造を確認します。上の図はヘリウムの原子構造を模式的に表したものです。原子には陽子と中性子、電子という3つの粒子があり、原子によってそれらの数は異なっています。

原子核

原子核陽子中性子から構成されています。

陽子

原子核の中にある陽子+の電気を持っている粒子です。

中性子

原子核の中にある中性子電気を帯びていません

中性子は電気を持たないですが、陽子を原子核の中で安定させる役割があります。+の電気を持つ陽子が多くなると陽子同士で反発しますが、それを中性子が抑えます。陽子が1つしかない水素(のほとんど)は中性子がありません。

電子

電子は原子核の外にあり、-の電気を帯びています。

陽子と電子の数

一つの原子にある陽子と電子の数は等しくなります。+の電気を帯びた陽子と-の電気を帯びた電子の数が等しいことで、原子全体では電気的に中性になっています。後で学習するイオンでは陽子と電子の数が等しくなっていません。

陽子と中性子の質量

陽子と中性子の質量はほぼ等しく、陽子と中性子の質量の合計が原子の質量数となります。電子の質量はそれらよりずっと小さいです。なお原子には「原子番号」というのがありますが、陽子の数と原子番号は等しくなります。

原子の構成

・原子核(陽子<+>と中性子)と電子<->でできている

・陽子の数=電子の数

・陽子の質量≒中性子の質量>>>電子の質量 (≒はほぼ等しいということ)

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イオンのでき方

中3理科 原子の構造とイオンまとめと問題

原子は電気的に中性ですが、イオンは+あるいは-の電気を帯びています。イオンには陽イオン陰イオンがあります。

例えば水素が電子を失うと「水素イオン」といい、「H+」というイオン式で表されます。

水素の化学式⇒H2

水素イオンのイオン式⇒H+

水酸化物イオン(OH)、硝酸イオン(NO3)のように複数の原子からなるイオンを多原子イオンといいます。

陽イオンとイオン式一覧

原子が電子を失い、+の電気を帯びたもの陽イオンといいます。原子では水素や金属が陽イオンになります。

「+」だからといって電子が増えたわけではありません。

電子を1個失うと1価の陽イオン、2個失うと2価の陽イオン、3個失うと3価の陽イオンといいます。陽イオンは右上に+や2+などをつけて表します。数字は失った電子の数=価数を表しますが、価数が1のときは数字を書きません。

価数 主な陽イオンのイオン式
1価 水素イオン(H+

ナトリウムイオン(Na+

銀イオン(Ag+

カリウムイオン(K+

アンモニウムイオン(NH4+

2価 銅イオン(Cu2+

亜鉛イオン(Zn2+

カルシウムイオン(Ca2+

鉄(II)イオン(Fe2+

3価 アルミニウムイオン(Al3+

 鉄(III)イオン(Fe3+

陰イオンとイオン式一覧

原子が電子を受け取り、-の電気を帯びたもの陰イオンといいます。

電子を1個受け取ると1価の陰イオン、2個失うと2価の陰イオン、3個失うと3価の陰イオンといいます。陰イオンは右上に-や2-などをつけて表します。数字は受け取った電子の数=価数を表しますが、価数が1のときは数字を書きません。

価数 主な陰イオンのイオン式
1価 塩化物イオン(Cl

水酸化物イオン(OH

硝酸イオン(NO3

酢酸イオン(CH3COO

2価 硫化物イオン(S2−

硫酸イオン(SO42−

炭酸イオン(CO32−

※ Cl(塩化物イオン)を塩素イオン、S2−(硫化物イオン)を硫黄イオンとしないよう注意しましょう。

【問題編】原子の構造・イオン

原子の構造とイオンのでき方の基本事項は覚えられたでしょうか?次の問題にチャレンジしてみましょう!(答えは▶をクリック)

問1 原子核を構成する2つの粒子を答えなさい。

▶答え

問2 原子の中で陽子と質量がほぼ等しい粒子は?

▶答え

問3 原子の中で陽子と数が等しくなる粒子は?

▶答え

問4 原子の中で+の電気を帯びた粒子は?

▶答え

問5 原子の中で電気を帯びていない粒子は?

▶答え

問6 陽イオンに関するア~ウの記述から、正しいものを選びましょう。

ア 陽イオンは電子を受け取ってできたイオンである。

イ 陽イオンは電子を失ってできたイオンである。

ウ 陽イオンは陽子を受け取ってできたイオンである。

▶答え

問7 陽イオンになりやすいのは金属原子か、非金属原子か。

▶答え

問8 水素イオンのイオン式を書きなさい。

▶答え

問9 イオン式Clの名称を答えましょう。

▶答え

問10 アルミニウムイオンは( ア )価の( イ )イオンである。

▶答え

問11 OH、NO3のように複数の原子からなるイオンを何といいますか。

▶答え

問12 問11のイオンで、OH、NO3以外のイオン式を1つ答えなさい。

▶答え

まとめ

  • 原子の構成…原子核(陽子・中性子)と電子
  • 陽子は+の電気、電子は-の電気、原子は電気的に中性。
  • 原子が電子を失うと陽イオンになり、電子を受け取ると陰イオンになる。
  • ○個の電子を失った陽イオンは○価の陽イオン、○個の電子を受け取った陰イオンは○価の陰イオン。

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