周期表で分かる、「イオン」と電子の関係！

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…”と

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（－）」を

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！
　