− 第1章 物質の構成−第6講 −

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1−6 イオンの生成と構造
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粒子くん 原子の電子配置では、He,Ne,Arのような閉殻になっている状態が化学的にも最も安定している。そこで、他の電子配置をもつ原子は、安定した閉殻の電子配置と同じになろうと願っている。
第6講では、原子がどんな方法で閉殻になるのかを調べてみよう。また、その時原子の電気的な関係はどうなるのだろう?
1.ナトリウムイオンの生成
ナトリウム原子11Naには、電子が11個あり、電子配置はK殻が2個、L殻が8個、M殻が1個となっている。
ナトリウム原子は、閉殻(価電子=0)になるために、電子を捨てたり取り入れたりしてHe,Ne,Arのどれかと同じになろうとする。下の表のように、Naの電子配置はNeのものに最も近いので、M殻にある電子を捨ててNeと同じになろうとする。


殻名 K殻 L殻 M殻 N殻 価電子
収容数 18 32

2He      
10Ne    
11Na  
18Ar  
Neと同じ電子配置になるためには、電子を1個放出しなければならない。
  

原子からマイナスの電荷を持つ電子が放出されると陽子の持つプラスの電荷がその分多くなり陽イオンになる。
電子を-で表すと、ナトリウム原子から電子が1個放出されて、ネオンと同じ電子配置をもった1価の陽イオンであるナトリウムイオンとなる。
Na − e- → Na+

2.塩化物イオンの生成
塩素原子17Clには、電子が17個あり、電子配置はK殻が2個、L殻が8個、M殻が7個となっている。
塩素原子は、閉殻(価電子=0)になるために、電子を捨てたり取り入れたりしてHe,Ne,Arのどれかと同じになろうとする。下の表のように、Clの電子配置はArのものに最も近いので、M殻に電子を取り入れてArと同じになろうとする。


殻名 K殻 L殻 M殻 N殻 価電子
収容数 18 32

2He      
10Ne    
17Cl  
18Ar  
Arと同じ電子配置になるためには、電子を1個取り入れなければならない。
  

原子にマイナスの電荷を持つ電子が取り入れられると電子の持つマイナスの電荷がその分多くなり陰イオンになる。
電子を-で表すと、塩素原子は電子を1個取り入れて、アルゴンと同じ電子配置をもった1価の陰イオンである塩化物イオンとなる。
Cl + e- → Cl-

3.マグネシウムイオンの生成
マグネシウム原子12Mgには、電子が12個あり、電子配置はK殻が2個、L殻が8個、M殻が2個となっている。
マグネシウム原子は、閉殻(価電子=0)になるために、電子を捨てたり取り入れたりしてHe,Ne,Arのどれかと同じになろうとする。


殻名 K殻 L殻 M殻 N殻 価電子
収容数 18 32

2He      
10Ne    
12Mg  
18Ar  
マグネシウム原子の電子配置は、He,Ne,Arのどの電子配置に最も近いでしょう?
  

電子を-で表すと、マグネシウム原子は電子を2個放出して、ネオンと同じ電子配置をもった2価の陽イオンであるマグネシウムイオンとなる。
Mg − 2e- → Mg2+

4.原子の価電子とイオンの種類
原子がどのようなイオンになるかは、原子の価電子により決まる。下の表は、価電子別に整理した、おもな原子の性質とイオンの種類である。ただし、色以外のイオンは存在しにくい。
価電子 性質 イオンの種類
最外殻電子を1個捨てたい 1価の陽イオン
最外殻電子を2個捨てたい 2価の陽イオン
最外殻電子を3個捨てたい 3価の陽イオン
最外殻に電子を4個欲しい 4価の陽イオン・陰イオン
最外殻に電子を3個欲しい 3価の陰イオン
最外殻に電子を2個欲しい 2価の陰イオン
最外殻に電子を1個欲しい 1価の陰イオン
安定している なりにくい


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