化学の成績を伸ばすコツをこれから伝授したい!~原子について~

2 原子の構造、原子を構成している粒子を理解しておきましょう。

むずしいことは全くありません。簡単に覚えられるはずです。

原子を構成している粒子には、陽子、中性子、電子の3種類があります。

原子核の直径に比べて、原子の直径は約1万倍と覚えましょう。したがって原子の

中心部にとても小さい原子核が存在していることになりますね。

ところで原子の質量のほとんどは、陽子と中性子の質量の合計です。

ということは、原子の中心部に存在するとても小さな原子核が

原子の質量のほとんどを占めていることになります。

〈ヘリウム原子 出典:数研出版〉

 

 

 

 

 

 

では次に、陽子、中性子、電子について見ていきましょう。

(1)陽子

原子の構成粒子ですから、当然、1個の原子よりさらにさらに小さな

粒子です。

大切なことはこの陽子という粒子は、1個あたり正の電気を帯びているという

ことです。そしてこの1個の陽子が持っている正の電気は、正(+)の電気の最小単位

です。これより小さい電気量はありません。

※陽子や電子の持っている電気量のことを電荷といいます。

さて、ここでこの陽子1個が持っている電気量を+1と表します。

では+1の電気量が実際にどれくらいかを電気量の単位であるC(クーロン)で表すと

1.602×10の-19乗Cほどです。

こんな小さな数を普段使いするのは不便ですので、陽子1個の電気量(電荷)は

+1と表すことにしているんです。

(2)電子

一方、電子は負の電気を持っており、電子1個が持っている電気量は

負(-)の電気量の最小単位です。

この電子1個が持っている負の電気量を-1と表します。

電子1個の電気量と陽子1個が持っている電気量は絶対値は等しく、

電気の符号(+)、(-)が逆というわけです。

(3)陽子の数と電子の数

原子を構成している陽子の数と電子の数は同じ数です。

したがって、原子は基本的に陽子の持っている

+の電気量の絶対値=電子の持っている-の電気量の絶対値と

なっていますので、+と-の電気がちょうど打ち消しあって

原子は電気的に中性となっています。

(4)中性子

中性子という粒子は、名前の通り電気的に中性で、電気を持っていません。

(5)陽子、電子、中性子の質量について

陽子の質量=中性子の質量です。

(厳密にいえば少しだけ違いますが、同じと考えて良いです)

この陽子・中性子に比べて電子の質量はかなり小さく、

約1830分の1と覚えましょう。

(1800分の1またはざっと2000分の1と覚えても良いでしょう)

(6)原子の質量について

したがって、原子の質量のメインは陽子と中性子の質量の合計です。

電子はおおよそ1800分の1の質量しかありませんから、

普通の計算では誤差の範囲といって良いでしょう。

したがって、電子の質量は無視して、ナトリウム原子の質量=ナトリウムイオンと考えて

よいのです。

ナトリウムイオンはナトリウム原子から電子が1個だけなくなった粒子ですので、

厳密にはナトリウムイオンの方がナトリウム原子より、電子1個分軽いのです(電子1個分の質

量だけ小さい)。

以上の知識は、小学生で言えば「漢字書き取り」、中学生で言えば「英語の単語覚え」に

相当する部分ですから柔軟に頭の中に取り込みましょう。

このことも化学の成績をアップするコツのひとつですよ。

なにも努力しないでは、コツはつかめませんよね。

3 原子番号、質量数、元素の周期表、同位体、原子と元素の違い等について

ここまで、頭にちゃんとしまいましたか。

覚えるべき内容は英語に比べると圧倒的に少ないし、化学として使う計算は数学に比べると、

圧倒的に簡単です。

まず、原子に関わる内容をしっかりと頭に入れておきましょう。

(1)原子番号とは。質量数とは。

原子核に含まれている陽子の数のことを原子番号といいます。

陽子の数と中性子の数の合計を質量数といいます。

教科書や参考書の表紙に印刷してある元素の表(周期表)の中にある各元素は

原子番号(陽子の数)の順に並べてあります。

したがって、陽子1個と1個の電子だけで構成されている水素原子が

表の一番目に配置されています。

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