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原子の世界がヤバすぎる! 「原子」「イオン」「イオン結合」 (中3理科イオン①) 

知ってる?  スマホも体も「原子」でできてる!

聞いてよ、みんな!  今使ってるスマホ も、今日食べた給食 も、いやいや自分の体だって、宇宙のすべての物はぜーんぶ “原子” って小さな粒々でできてるんだ!

原子ってなんだ?

 イメージとしては、原子って太陽系 みたいな感じ! 太陽系って、太陽 が中心にあって、その周りを地球 みたいな惑星がグルグル回ってるでしょ?

 原子の場合は、中心にある太陽 が “原子核” で、プラスの電気を帯びた “陽子” と電気を持ってない “中性子” がぎゅっと集まってるんだ!

 そして、原子核の周りを回る地球 が “電子” ! 電子はマイナスの電気を帯びていて、原子核の周りをすごいスピードでビュンビュン回ってるんだ! ️ふつう、陽子と電子の数は同じだから、原子全体で見るとプラスマイナスゼロで安定しています。

じゃ、イオンは何?

 原子は時々イメチェンしちゃう時があるんだ! それが “イオン” !

 例えば、原子は、陽子と電子の数は同じで、原子全体で見るとプラスマイナスゼロだけど、マイナスの電子が減って、原子全体とするとプラスになっちゃった状態が “陽イオン”。 おなじみの食塩 の成分、ナトリウムイオン(Na+)がまさにコレ!

 ナトリウム原子(Na)は、陽子11個、電子11個でバランスとれてるんだけど、電子を1個失って陽子11個、電子10個で、全体として+1になって陽イオンのナトリウムイオン(Na+)に変身するんだ!

 逆に、 “陰イオン” は、電子が増えてマイナスになっちゃった状態なんだ。 

 塩素原子(Cl)は、陽子17個、電子17個でバランスとれてるんだけど、他から電子を1個もらって、陽子は17個、電子は18個になって、原子全体ではマイナス1になって、陰イオンの塩化物イオン(Cl-)に変身するんだ!

 陽イオンにしても、陰イオンにしても、減ったり増えたするのは必ず電子だけ。 陽子の方は、減ったり増えたりできません。

基礎ワードのまとめ

原子核:陽子(+)と中性子(電気を帯びない)で構成
電子:マイナスの電気を帯びて原子核の周りを回る
陽イオン:電子を失ってプラスの電気を帯びた原子
陰イオン:電子を得てマイナスの電気を帯びた原子

イオン同士がくっつく!?💖

 プラスの陽イオン(+)とマイナスの陰イオン(-)は、まるで 磁石のN極とS極みたいに引き寄せ合ってくっつく 性質があるんだ!🧲

 しかもただくっつくだけじゃない! なんと、お互いの電気を打ち消し合って、全体として プラスマイナスゼロの安定した状態 になる。 この陽イオンと陰イオンがくっついてできる結びつきのことを 「イオン結合」 って言うんだ!

基本のイオンを覚えよう

水素イオン

水素イオン: H⁺

ナトリウムイオン

ナトリウムイオン: Na⁺

銅イオン

銅イオン: Cu²⁺   銅イオンがある水溶液は青色

マグネシウムイオン

マグネシウムイオン :Mg²⁺

亜鉛イオン

亜鉛イオン: Zn²⁺

バリウムイオン

バリウムイオン: Ba²⁺

アンモニウムイオン

アンモニウムイオン: NH₄⁺

水酸化物イオン

水酸化物イオン: OH⁻

塩化物イオン

塩化物イオン: Cl⁻

硫酸イオン

硫酸イオン: SO₄²⁻

硝酸イオン

硝酸イオン: NO₃⁻

炭酸イオン:

炭酸イオン: CO₃²⁻

動画でまとめ

イオンの結びつき方  化学式の書き方:

 イオン結合は、+イオン(陽イオン)と-イオン(陰イオン)が結びついて、全体として電気的に中性(±0)になるように結びつきます。

基本的なルール
 ① +イオンと-イオンが結びつく
 ② 結びついた結果、全体として電気的に中性(±0)になります。
 ③ できた物質の化学式では、+イオンを前に、-イオンを後ろに書きます。
 ④ それぞれのイオン(原子)の個数を右下に小さく書きます。

 次の化学式をイオンの結びつき方のルールに沿って考えてください。

塩化ナトリウム

  ⇒ ナトリウムイオン(Na⁺)1個 と 塩化物イオン(Cl⁻)1個で、±0
  ⇒ +イオンを前に、-イオンを後ろに書くから、化学式は NaCl です。

硫酸ナトリウム

 ⇒ ナトリウムイオン(Na⁺) と 硫酸イオン(SO₄²⁻)で、±0にするのは、(Na⁺)2個と(SO₄²⁻)2個が結合。
 ⇒ +イオンを前に、-イオンを後ろに書き、(Na⁺)2個は、Naの右下に書くから、化学式は Na₂SO₄ です。

水酸化カルシウム

 ⇒ カルシウムイオン(Ca²⁺) と 水酸化物イオン(OH⁻)で、±0にするのは、(Ca²⁺)1個と(OH⁻)2個が結合。
 ⇒ +イオンを前に、-イオンを後ろに書き、水酸化物イオン(OH⁻)2個は、OHの右下に書くから、化学式は Ca(OH)₂ です。

  ※注意 OHは1つの塊で、OHが2個あるから、数学のように( )を使って(OH)₂と書く。 
      OH₂と書くと、Oが1個で、Hが2個になる。

まとめ


イオン結合は+イオンと-イオンが電気的に中性になるように結びつく現象です。化学式を書くときは、+イオンを前に、-イオンを後ろに書き、各イオンの数を右下に小さく書きます。これにより、イオン結合の結果できた化合物の構造と成分が明確になります。

理解度確認テスト

  1. イオン結合が起こる理由は何ですか?
    a) 同じ電荷だから
    b) 異なる電荷だから
    c) 電荷を持たないから
    d) 化学反応が起こるから
  2. ナトリウムイオン(Na⁺)と塩化物イオン(Cl⁻)が結びつくと、できる物質は何ですか?
    a) Na₂Cl
    b) NaCl₂
    c) NaCl
    d) Na₂Cl₂
  3. 硫酸ナトリウムの化学式はどれですか?
    a) NaSO₄
    b) Na₂SO₄
    c) Na₃SO₄
    d) Na₂S₂O₄
  4. 水酸化カルシウムの化学式はどれですか?
    a) CaOH
    b) Ca(OH)₂
    c) Ca₂OH
    d) CaOH₂
  5. イオン結合で陽イオンはどこに配置されますか?
    a) 前
    b) 後
    c) 真ん中
    d) どこでもよい
  6. 陰イオンの位置はどこに配置されますか?
    a) 前
    b) 後
    c) 真ん中
    d) どこでもよい
  7. 塩化ナトリウムの化学式は何ですか?
    a) Na₂Cl
    b) NaCl₂
    c) NaCl
    d) Na₂Cl₂
  8. カルシウムイオン(Ca²⁺)が結びつく陰イオンの数は?
    a) 1
    b) 2
    c) 3
    d) 4
  9. イオンの数を書く位置はどこですか?
    a) 左上
    b) 右上
    c) 左下
    d) 右下
  10. Na⁺とCl⁻が結びつく理由は何ですか?
    a) 同じ電荷だから
    b) 異なる電荷だから
    c) 電荷を持たないから
    d) 化学反応が起こるから

解答

① b   ② c   ③ b   ④ b   ⑤ a
⑥ b   ⑦ c   ⑧ b   ⑨ d   ⑩ b

 

😊「なんだ。簡単じゃん」と感じてもらえたらすごくうれしいです。わかりにくい問題があったら、教えてください。簡単に説明したり、わかりやすい他の方法で、もっと楽に理解が深まります。 


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