問1
★
原子の構造
原子核をつくっている2種類の粒子の名前を答えよ。
答えを見る
答え陽子と中性子
原子核は陽子と中性子でできている。電子は原子核のまわりにある。
中学理科 / 化学分野
Unit 07
原子の構造とイオン
原子はどんな粒でできている？
電子を失ったり受け取ったりすると何が起きる？
イオンの世界を図解で理解しよう。
⚛️ 原子の構造⚡ イオン🧪 電解質・非電解質
1
原子の構造
原子は「これ以上分けられない粒」と説明されるが、実はさらに小さい粒でできている。中心に原子核があり、そのまわりを電子が飛び回っている。原子核はさらに、陽子と中性子という粒でできている。
原子は中心にある原子核と、その周りを回る電子からなる。 原子核は陽子と中性子でできている。
図1：炭素原子の構造モデル。陽子数 = 電子数 = 原子番号 = 6。
📊 原子の粒子まとめ
| 粒子 | 記号 | 電荷 | 場所 |
|---|---|---|---|
| 陽子 | p⁺ | ＋1 | 原子核 |
| 中性子 | n | 0 | 原子核 |
| 電子 | e⁻ | －1 | 原子核の周り（電子殻） |
通常の原子：陽子数 = 電子数 → 電気的に中性
❌ よくある誤解
誤：原子の質量は、陽子・中性子・電子がほぼ均等に分担している
正：電子は陽子・中性子の約1840分の1という非常に小さい質量しか持たない。原子の質量のほとんどすべては原子核（陽子＋中性子）が占めている
電子は軽すぎて質量にほとんど寄与しないが、化学的な性質（結合のしやすさ、イオンへのなりやすさ）を決めるのは、実は主に電子である、という対比が重要。
高校化学基礎では、原子核の陽子数が同じでも中性子数が異なる「同位体」という考え方を学び、原子量が整数にならない理由（同位体の存在比の平均であるため）まで理解する。化学基礎・単元2と関連
📖 化学基礎「同位体と原子量」を見てみる
2
イオン
ふつうの原子は、陽子（＋）と電子（－）の数が同じで電気的に中性である。ここから電子が1個抜けたり、逆に1個増えたりすると、原子全体としてプラスかマイナスの電気を帯びるようになる。この電気を帯びた粒子がイオンである。
原子が電子を失うか受け取ると、電気を帯びた粒子（イオン）になる。 電子を失うと陽イオン（＋）、受け取ると陰イオン（－）になる。
図2：Na は電子1個を放出して Na⁺（陽イオン）に。Cl は電子1個を受け取って Cl⁻（陰イオン）になる。
🧪 代表的なイオンの化学式
| 名前 | イオン式 | 名前 | イオン式 |
|---|---|---|---|
| ナトリウムイオン | Na⁺ | 塩化物イオン | Cl⁻ |
| 水素イオン | H⁺ | 水酸化物イオン | OH⁻ |
| カルシウムイオン | Ca²⁺ | 硫酸イオン | SO₄²⁻ |
| 銅イオン | Cu²⁺ | 炭酸イオン | CO₃²⁻ |
| アンモニウムイオン | NH₄⁺ | 硝酸イオン | NO₃⁻ |
💡 なぜナトリウムは電子を1個失いやすく、塩素は1個受け取りやすいのか？
原子は、電子殻が電子で満杯になった状態（貴ガスと同じ電子配置）に近づこうとする性質がある。ナトリウムは一番外側の電子殻に電子が1個しかなく、それを手放せば内側の満杯の電子殻が一番外側になるため、電子を1個失いやすい。逆に塩素は一番外側の電子殻があと1個で満杯になるため、電子を1個受け取って満杯にしようとする。
高校化学基礎では、この「電子殻を満杯にしたい」という性質を、イオン化エネルギー（電子を1個取り去るのに必要なエネルギー）という数値で定量的に扱う。イオン化エネルギーが小さい原子ほど陽イオンになりやすい、という周期表上の傾向まで学ぶ。化学基礎・単元3と関連
📖 化学基礎「イオンの生成」を見てみる
3
電解質と非電解質
食塩水は電気を通すが、砂糖水は電気を通さない。この違いは、水に溶けたときにイオンに分かれるかどうかで決まる。イオンに分かれる物質を電解質、分かれない物質を非電解質という。
水に溶けてイオンに分かれる物質を電解質、分かれない物質を非電解質という。
⚡ 電解質（水溶液が電気を通す）
- 塩化ナトリウム（NaCl）：NaCl → Na⁺ + Cl⁻
- 塩酸（HCl）：HCl → H⁺ + Cl⁻
- 水酸化ナトリウム（NaOH）：NaOH → Na⁺ + OH⁻
- 硫酸（H₂SO₄）：H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻
🚫 非電解質（水溶液が電気を通さない）
- 砂糖（スクロース）、エタノール、尿素
- 水に溶けても分子のまま（イオンに分かれない）
❌ よくある誤解
誤：塩化ナトリウム（固体）そのものが電気を通す
正：固体の塩化ナトリウムはイオンが規則正しく並んで固定されているため電気を通さない。水に溶けてイオンが自由に動けるようになって初めて電気を通すようになる
電解質が電気を通すのは「水に溶けた状態（水溶液）」であって、固体のままでは電気を通さない点に注意。
高校化学基礎では、電解質を「強電解質（ほぼ100%イオンに分かれる）」と「弱電解質（一部だけイオンに分かれる）」に分類し、電離度という数値で電離のしやすさを定量的に扱う。酢酸やアンモニアなどの弱電解質の性質を理解する土台になる。化学基礎・単元9と関連
📖 化学基礎「強酸・弱酸と電離度」を見てみる
🎯 テストでの問われ方
定期テストでは、原子の構造図から陽子・中性子・電子の数を答えさせる問題、原子がイオンになるときの電子の移動をモデル図で説明させる問題が頻出。高校入試では、電気分解の実験結果と電解質・非電解質の判定を組み合わせた総合問題として出題されることが多い。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★
陽子と電子の数
炭素原子は陽子を6個もつ。電気的に中性の炭素原子1個がもつ電子は何個か。
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答え6個
ふつうの原子では、陽子の数 = 電子の数。
問3
★★
イオンと電子の数
ナトリウム原子（電子11個）が電子を1個失って、ナトリウムイオン Na⁺ になった。Na⁺ がもつ電子は何個か。
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答え10個
電子を1個失うので、11 − 1。
問4
★★
イオンと電子の数
塩素原子（電子17個）が電子を1個受け取って、塩化物イオン Cl⁻ になった。Cl⁻ がもつ電子は何個か。
答えを見る
答え18個
電子を1個受け取るので、17 + 1。
問5
★★
電解質と非電解質
次のうち、非電解質はどれか。
- ア塩化ナトリウム
- イ砂糖
- ウ塩化水素（塩酸）
- エ水酸化ナトリウム
答えを見る
答えイ
砂糖は、水に溶けてもイオンに分かれない。
問6
★★★
電離とイオンの数
硫酸は水の中で H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻ のように電離する。H₂SO₄ 3個が電離すると、水素イオン H⁺ は何個できるか。
答えを見る
答え6個
H₂SO₄ 1個から H⁺ が2個できるので、3 × 2。
✅ この単元のまとめ
- 原子核（陽子＋中性子）＋ 電子で原子は構成される
- 陽子数 = 電子数 → 電気的に中性（通常の原子）
- 電子を失う → 陽イオン（＋）、電子を受け取る → 陰イオン（－）
- 電解質：水に溶けてイオンに分かれる（NaCl・HCl・NaOH など）
- 非電解質：イオンにならない（砂糖・エタノール など）
- 電解質の水溶液は電気を通し、非電解質の水溶液は通さない
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