受験基礎化学 4.原子の構造と原子表記

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原子と分子

 

原子説

「原子はそれ以上分割できない粒子である」ドルトン

分子説

「気体はいくつかの原子が結合した分子という粒子からなる」アボガドロ

 

元素……原子の種類)

原子……分子を構成する最小の基本粒子(ドルトン

Kp.30-1

 

分子……物質がその固有の性質を失わない最小の粒子(アボガドロ

Kp.30-2

Kp.30-3

 

 

通常、僕らの周りにあるのは分子だ。

例えば、水はH2Oという分子であり、それを構成している原子としてHとOがある。

原子は分子を構成する最小の基本粒子で、分子はその性質(例えば、水なら流れたり飲めたりというH2Oとしての性質)を失わない最小の粒子である。

また、基本的に分子はその状態で存在することが可能だ。

水素を例にとると、水素は通常はHという形で存在している。

Hで存在することはできない。

僕は「水素」といわれると、水素分子を想像し、頭の中ではH2を思い浮かべている。

ちなみに水素分子は水素原子2つで構成されているので、2原子分子という。

希ガスなどは反応性が著しく乏しいため、原子1つで分子であり、単原子分子と呼ぶ。

 

 

 

原子の構造       

 

原子は原子核電子からなり、原子核は陽子中性子からなる。

 

Kp.31-1

 

(質量数1 のH にだけは中性子がない)

 

Kp.31-2s

原子の重さをいうときは、原子核の重さを指す。

原子の大きさをいうときは、電子核の大きさを指す。

 

Kp.31-3s

 

Kp.31-4

 

Kp.31-5

 

 

原子は原子核と、そのまわりを回ってる電子からなっている。

で、中心の原子核は陽子と中性子からなる。

だから、土星みたいなやつの中心は原子核で、まわりのクルクルは電子ですよってことだ。

その土星の中心(つまり原子核)は、陽子と中性子からできている。

まっ、地球で言うと海と陸から成るって感じ…。

 

で、形を覚えたら、次は電荷(でんか)を覚えよう。

陽子や電子には磁石のN極とS極みたいな感じで電荷というものが存在している。

+と−である。

陽子がひとつでプラス1、電子がひとつでマイナス1の電荷を持つ。

また、中性子には電荷が存在していない。

 

重さは中性子と陽子がほぼ同じで、電子がその1/1840だ。

陽子(あるいは中性子)と電子では、大体相撲取りと卵くらいの重さの差がある。

なので、原子の重さと言えば、陽子+中性子の重さ(電子は軽すぎるからシカト)、つまり原子核の重さをいうことになっている。

 

一方、大きさは逆で、原子核の大きさが1円玉だとすると、電子殻はドーム球場くらいあるので、電子殻の大きさをもって原子の大きさとしている。

つまり、電子殻の大きさ≒原子の大きさ である。

さらに原子の大きさは、原子とピンポン球の比が、ピンポン球と地球の比と同じだ。

いかに原子そのものが小さいかわかるだろう。

ちなみに、半径は1×10-10m〜3×10-10mである。

10-10mというケタだけ覚えておこう。

 

 

 

質量原子番号の表記方法

 

原子は何が決めている? → 陽子の数

 

Kp.33-1

 

 

】質量数が23 のナトリウムには中性子がいくつある?

 

Kp.33-2

 

Naの中性子数は 231112    12

 

ニューグローバル問題12

ニューグローバル問題13 

 

原子を決めているのは陽子だ。

陽子の数が1なら水素、2ならヘリウム、3ならリチウム…という風に陽子の数がその原子を決めている。

その数字は、元素記号の左下に書くことになっている。

それで、左下の数字は何であるか?という質問をくらってしまった場合、陽子の数と答えたくなるが、陽子の数は原子番号と呼ぶことになっているので、左下の数字は何か?という質問をされたら、原子番号と答えよう。

同様に左上の数字は、陽子の数+中性子の数、つまり原子核に入っている粒子の数なのだが、これも質量数と書くというお約束(もちろん僕が決めてるわけではない←僕に、そんな権力はない)なので元気よく「質量数」と書こう。

だから、質量数から原子番号を引いたら、中性子の数になる。

さっきも書いたように、原子の場合は電気的に中性なので、陽子と電子の数は同じであるというのもしっかり押さえておこう。

 

 

Kp.34-1

 

あとで出てくるのだがKp.34-2は陽子が2つと中性子が2つのHe原子のことである。

原子であるので、電気的には中性である(陽子と電子の数が同じ。仮にどちらかが多いとイオンになる)。

したがって、陽子、中性子、電子がそれぞれ2つずつである。

 

 

 

イオンの場合の計算方法

 

Clイオンの場合

 

Kp.35-1

 Cl 全体で合計が−1 になっていると考える。

 原子の状態は通常± 0(陽子と電子の数が同じ)だが、

 イオンの場合は必ずどちらかが多い。

 

 陽子の数 17原子番号

 電子の数 18

   陽子の数より1 多いから、全体で−1 になる。)

 中性子の数 18質量数35−陽子の数17

 

 

陽子とね、電子の数が違ってたら、電荷が偏るじゃん。

例えばね。

陽子が10個で電子が8個だったら、2+になるよね。

あるいは電子が11個だったら、1−になるね。

そういうのがイオンだ。

イオンの場合でも、質量数から原子番号を引いたら中性子の数になるっていうのは変わらないけど、陽子に比べて電子が少なかったら陽イオンで、逆に多かったら陰イオンになるからね。

イオンになると分からなくなる人がいるけど、きちんと注意してね。

 


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