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。

原子の構造～陽子・中性子・電子～

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。

原子核は陽子と中性子から構成されています。

原子核の中にある陽子は＋の電気を持っている粒子です。

原子核の中にある中性子は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。

電子は原子核の外にあり、－の電気を帯びています。

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）

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と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。

原子が電子を失い、+の電気を帯びたものを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⁺）