「イオン」と電子の関係を、「周期表」でつかむ!| 中3生の「理科」のコツ

教科ごとの勉強法

中3です。「電子のやり取り」の法則って…?

 
中学生から、こんなご質問をいただきました。

「イオンができるときに、

 電子を“やり取り”する数は、

 どうやって決まるのですか?」



すばらしい質問ですね!

結論から言うと、

原子番号1(H)から20(Ca)までは、
周期表で分かる、


というのがお答えです。

大事な部分を、以下でお話しますね。


中3理科の教科書では
「発展」のページなので、


授業では習わないかもしれません。

でも、高校化学では学習するので

来年につながる、実力アップの
ポイントになりますよ!



■まずは準備体操から!

電子の“やり取り”って、何のこと?

と思った中3生もいるかもしれません。

でもそんな皆さんは、

こちらのページをまだ読んでいませんね?


マイナスの電気をもつ「電子」の話と、

電子のやり取りによって
原子が「イオン」になる仕組みを、

詳しく解説しています。


読んだ後に戻ってくると、

“すごく分かるようになったぞ!”

と実感がわくでしょう。


理科のコツは、基礎から順に
積み上げることです。


さあ、成績アップへ、行きますよ!


■電子の飛び回る軌道

では、準備を終えた中学生に向けて、

本題へと進みましょう。


原子というのは、

中心にある原子核と、

その周りを回る、-の電気をおびた電子
からできていますね。


そして、この電子は、

原子核の周りを、デタラメに
飛ぶのではありません。


決まった軌道(通り道)があります。

原子核から、一定距離の
軌道を回っているのです。



イメージとしては、

地球の周りを回る、人工衛星の
ようなものです。


気象観測用に打ち上げられた衛星は、

 地球の周りを、一定距離を保ちながら
 回っていますね。

 その写真が、天気予報に役立ちます。)


原子の話に戻りますが、

原子の周りの軌道(= 電子の通り道)は、

1つではありません。

・内側の短いコース

・その外側の、少し長いコース

・さらに外側の、もっと長いコース


のように、何本もあります

(原子を中心とした、同心円です。)


内側の軌道はせまいので、

そこに入れる電子は、最大2個です。


内側から2番目の軌道は、

もう少し広いので、電子が8個入れます。


―― こんな風に、

各軌道に、入れる電子の数は
決まっています。



ちなみに、

それぞれの軌道に、

ぴったりの数の電子が入ると、
原子は安定します。


(内側から数えて、

 1つめの軌道2個

 2つめの軌道8個

 3つめの軌道8個

 が、電子をぎゅっと
 つめこんだときの数となります。)


こうした理由で、

たとえば――

電子を3個持っている原子は、

1個を誰かにあげようとします。

内側の軌道が2個ちょうど
なのに対して、

2つ目の軌道にある1個の電子が、
余っているからです。


(余っていると、安定できません。)


また、たとえば――

電子を17個持っている原子は、

誰かから1個をもらいたがります。

内側の軌道に2個、
2番目の軌道に8個、

ここまではぴったり入っていますが、

3番目の軌道に、電子が「7個」なので、

“1個足りない…”

うずうずしているからです。


したがって――

準備体操のページで、

塩素(Cl)の電子は17個

だから電子を「1個」ほしがる

と説明したことが、これに対応しています。

“なるほど!”

と納得の声が聞こえてきますね。



■「周期表」を見てみよう

さて、ここで――

教科書の「周期表」を見てみましょう。


H                     He
Li  Be B  C  N  O  F  Ne
Na Mg Al Si  P  S  Cl  Ar
K  Ca


「原子番号 = 電子の数」でしたよね?

(これも大事なコツですよ!)


電子の数は、

「2個」で安定し、(※ 内側の軌道に2個

「10個」で安定し、(※ 内側に2個、2番目に8個

「18個」で安定します。(※ 3番目の軌道に8個


周期表で確認すると、


・原子番号2(電子が2個) → He

・原子番号10(電子が10個) → Ne

・原子番号18(電子が18個) → Ar


これらの原子は、

周期表の一番右の列

に対応しています。


つまり――

周期表の一番右の列が、

「安定して存在できる」状態の原子なのです。


準備体操で紹介した、

ナトリウム(Na)は、電子が11個でしたね。

軌道上の電子は、

一番内側に2個、その外側に8個、

さらにその外側に1個


1個が余っているので、1個を放出。


電子を失うと、

ネオン(Ne)と同じ状態になって
安定するというわけです。



こうして電子を失ったナトリウムは、

ナトリウムイオン(Na⁺)になります。



<おまけ>

電子をあげたり、受けとったりする、

“やり取り”の補足です。


「陽イオン(+)」「陰イオン(-)」

周期表の上に書くと、こんな感じになります。


1+ 2+ 3+     3- 2- 1-
H                    (He)
Li   Be (B) (C) (N) O  F  (Ne)
Na Mg Al (Si) (P)  S  Cl  (Ar)
K  Ca


「1+」というのは、

電子が1個余っているので、
それを誰かにあげ、

電子を失った分、プラスの電気を
持つということです。



「2+」というのは、

電子が2個余っているので、
それを誰かにあげ、

電子2個を失った分、
2倍強い電気を持つということです。


また、「1-」は、

電子1個をほしがり
他からもらってくることで、

電子1個分の、マイナスの電気をもつ
という意味です。



周期表の上に、

こうして「1+」「2+」などと
書き込むのがコツですよ!



なお――

(  ) がついているものは、
イオンになりません。


特に、一番右の列は、

最初から安定しているので、
電子のやり取りをしないからです。

これで納得ですね!



さあ、中3生の皆さん、
次のテストは期待できそうですね。


定期テストは、「学校ワーク」から
たくさん出ます。

スラスラできるよう、
繰り返し練習しておきましょう。


理科もグンと、上げられますよ!
 

合わせて読みたい!成績アップにつながるオススメページ
教科ごとの勉強法を知り、「50点アップ」へ!
「勉強のやる気」は本当に出るのか?
「オール5中学生の勉強法」 トップページ

次のテストで50点アップしたい方へ!奇跡の勉強法の詳細はこちら

運営者プロフィール

合同会社エンカレッジ 代表 佐々木勇気

合同会社エンカレッジ
代表 佐々木勇気

こんにちは、佐々木です。
私は10年間で200名以上の中学生の生徒さんを指導してきましたが、そのうち8割以上が「塾に行っても成績が上がらない」という悩みを抱えていました。しかし、多くの中学生の生徒さんを教える中で、そんな生徒さん達に共通する特徴があることが分かりました。⇒続きはこちら

合宿セミナー 最新情報

 

2日間で習得する評論読解セミナーを開催しました!

 

24時間で習得する英文法セミナーを開催しました!

詳細はこちら

実践者の喜びの声

 

茨城県在住 飛田様
中3の娘の成績が上がらず、
何か手立てはと悩んでいました・・・

 

愛知県在住 渕田様
私自信のあせりからか、
子供たちにプレッシャーを・・・

詳細はこちら

「オール5」を取れた秘密

 

私は中学時代にオール5を取りました。
なぜそれが可能だったのか?
その秘密をこのサイトで公開しています
詳細はこちら

このサイトについて

このサイトでは中学生の生徒さんたちの成績アップに直結する学習方法をご紹介しています。
成績が「オール5」であった私だけが出来るわけではなく、実際に私の教え子たちが成果を出して来た実績のあるノウハウをご紹介しています。
次のテストで50点アップできるよう、一緒に頑張っていきましょう。⇒続きはこちら

現在地:トップページ教科ごとの勉強法