この教材で学ぶこと
到達目標
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原子が陽子・中性子・電子からできていることを説明できる
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原子番号と陽子数の関係を理解できる
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質量数を陽子数と中性子数から求められる
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同位体の意味を説明できる
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原子とイオンの違いを理解できる
1
原子とは
原子とは、物質を構成する基本的な粒子です。
原子は、中心にある原子核と、そのまわりに存在する電子からできています。
原子核の中には、陽子と中性子があります。
陽子は正の電荷をもち、電子は負の電荷をもちます。
中性子は電荷をもちません。
原子を構成する粒子
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粒子
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存在する場所
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電荷
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特徴
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陽子
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原子核
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+1
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原子番号を決める
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中性子
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原子核
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0
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質量数に関係する
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電子
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原子核のまわり
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-1
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化学結合やイオンに関係する
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確認ポイント
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原子が原子核と電子からできていることを説明できる
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陽子・中性子・電子の電荷を答えられる
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陽子と中性子が原子核にあることを理解できる
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2
原子番号
原子番号とは、原子核の中にある陽子の数を表す番号です。
元素の種類は、陽子の数によって決まります。
たとえば、水素の原子番号は1なので、水素原子の陽子数は1です。
炭素の原子番号は6なので、炭素原子の陽子数は6です。
周期表では、元素は基本的に原子番号の順に並んでいます。
代表的な元素の原子番号
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元素
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元素記号
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原子番号
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陽子数
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水素
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H
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1
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1
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ヘリウム
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He
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2
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2
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炭素
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C
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6
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6
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酸素
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O
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8
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8
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ナトリウム
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Na
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11
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11
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確認ポイント
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原子番号が陽子数を表すことを説明できる
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元素の種類は陽子数で決まることを理解できる
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周期表が原子番号順に並んでいることを知る
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3
質量数
質量数とは、原子核に含まれる陽子数と中性子数の合計です。
電子の質量は陽子や中性子に比べて非常に小さいため、質量数ではふつう考えません。
質量数が分かっていて、原子番号も分かっていれば、中性子数を求めることができます。
中性子数は、質量数から陽子数を引いて求めます。
例題：炭素原子の原子番号が6、質量数が12のとき、中性子数はいくつか。
答え：6
中性子数 = 質量数12 - 原子番号6 = 6 です。
例題：ナトリウム原子の原子番号が11、質量数が23のとき、中性子数はいくつか。
答え：12
中性子数 = 23 - 11 = 12 です。
確認ポイント
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質量数が陽子数と中性子数の合計であることを説明できる
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質量数と原子番号から中性子数を求められる
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4
中性原子の電子数
電気的に中性の原子では、陽子数と電子数が等しくなります。
陽子は正の電荷、電子は負の電荷をもつため、数が同じなら全体として電荷が打ち消されます。
たとえば、炭素原子は陽子を6個もつので、中性の炭素原子は電子も6個もちます。
原子が電子を失ったり受け取ったりすると、イオンになります。
例題：中性の酸素原子 O の原子番号は8である。電子数はいくつか。
答え：8
中性原子では、陽子数と電子数が等しいため、電子数は8です。
確認ポイント
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中性原子では陽子数と電子数が等しいことを説明できる
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原子番号から中性原子の電子数を求められる
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5
同位体
同位体とは、陽子数は同じですが、中性子数が異なる原子どうしのことです。
陽子数が同じなので、同じ元素として扱われます。
しかし中性子数が違うため、質量数が異なります。
たとえば、炭素には質量数12の炭素と、質量数14の炭素があります。
これらはどちらも陽子数が6なので炭素ですが、中性子数が異なります。
同位体の例
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同位体
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陽子数
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中性子数
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質量数
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¹²C
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6
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6
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12
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¹⁴C
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6
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8
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14
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¹H
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1
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0
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1
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²H
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1
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1
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2
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³H
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1
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2
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3
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注意：同位体は化学的性質が似ていますが、質量が異なります。
注意：放射性をもつ同位体は年代測定や医療などにも利用されます。
確認ポイント
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同位体が陽子数は同じで中性子数が異なる原子であることを説明できる
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同位体では質量数が異なることを理解できる
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6
イオン
イオンとは、原子や原子団が電子を失ったり受け取ったりして、電荷をもったものです。
電子を失うと、正の電荷をもつ陽イオンになります。
電子を受け取ると、負の電荷をもつ陰イオンになります。
金属元素は電子を失って陽イオンになりやすく、非金属元素は電子を受け取って陰イオンになりやすい傾向があります。
イオンの種類
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種類
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電子の変化
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電荷
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例
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陽イオン
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電子を失う
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正
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Na⁺、Mg²⁺
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陰イオン
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電子を受け取る
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負
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Cl⁻、O²⁻
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例題：Na原子が電子を1個失うと、どのようなイオンになるか。
答え：Na⁺
電子を1個失うと、正の電荷が1つ多くなり、Na⁺になります。
例題：Cl原子が電子を1個受け取ると、どのようなイオンになるか。
答え：Cl⁻
電子を1個受け取ると、負の電荷が1つ多くなり、Cl⁻になります。
確認ポイント
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イオンが電荷をもった粒子であることを説明できる
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電子を失うと陽イオンになることを理解できる
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電子を受け取ると陰イオンになることを理解できる
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7
原子構造の例題
原子構造の問題では、原子番号、質量数、陽子数、中性子数、電子数、同位体、イオンがよく問われます。
まず、原子番号は陽子数、質量数は陽子数と中性子数の合計という基本を確認しましょう。
例題：原子番号は何の数を表すか。
答え：陽子数
原子番号は原子核中の陽子数を表します。
例題：質量数20、原子番号10の原子の中性子数はいくつか。
答え：10
中性子数 = 質量数20 - 原子番号10 = 10 です。
例題：陽子数が同じで中性子数が異なる原子どうしを何というか。
答え：同位体
同位体は同じ元素ですが、中性子数と質量数が異なります。
例題：原子が電子を失うと陽イオン・陰イオンのどちらになるか。
答え：陽イオン
負の電荷をもつ電子を失うため、全体として正の電荷をもちます。
確認ポイント
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原子番号・質量数・中性子数の関係を使える
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同位体を説明できる
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イオンの生成を電子の増減で説明できる
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