理科ラボ

化学基礎｜物質の構成（4）原子の構造

原子番号と質量数から、原子の中身がわかる

原子は、陽子と中性子でできた原子核と、そのまわりの電子でできています。原子番号と質量数がわかれば、それぞれの粒の数がわかり、電子の並び方（電子配置）から化学的な性質が見えてきます。中学のふり返りから始めて、予想してから5つのステップで確かめよう。

ことばの準備

さきに知っておくこと

    ステップ1

    原子は、何でできている？

    予想：原子は中心の原子核と、まわりの電子でできている。原子全体の電気は？

    赤＝陽子、灰＝中性子、青＝電子。原子核の粒はモデルで、大きさの比は実際とちがう。

    予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。

    公式

    この単元の式

    名前式ことばで言うと・単位
    粒の数中性子 ＝ 質量数 − 原子番号陽子 ＝ 電子 ＝ 原子番号中性の原子のとき
    原子量Σ（相対質量 × 存在比）同位体の重みつき平均Cl：35 × 0.75 ＋ 37 × 0.25 ＝ 35.5
    電子殻の定員K 2・L 8・M 18原子番号 20 までは M に 8 まで内側から順に入る

    元素記号の左上が質量数、左下が原子番号（例：²³₁₁Na）。ここから陽子・中性子・電子の数がすぐ出せる。

    重要語句

    この単元でおさえること

    確認問題へ問題ページへ →実験道具：電離のようす原子が電子をやりとりしてイオンになるようすを調べよう →

    実験のあとに読む

    なぜ電子の並び方で性質が決まるのか

    何を比べる？

    原子ごとの陽子・中性子・電子の数、塩素の同位体の存在比と原子量、原子ごとの電子配置と価電子、陽子・中性子・電子の質量、原子と原子核の大きさを比べます。

    結果をどう考える？

    化学反応では、原子核は変わらず、外側の電子がやりとりされたり共有されたりします。だから、最外殻の電子（価電子）の数が同じ元素は、よく似た化学的性質をもちます。周期表で縦に並ぶ元素が似た性質をもつのは、価電子の数が同じだからです。

    まちがえやすい点・モデルの条件

    「原子の質量は、たくさんある電子が大部分」はまちがいです。電子は陽子の約 1/1840 の質量しかなく、質量のほとんどは小さな原子核に集中しています。

    制作：現役の理科教員 ／ 制作の考え方