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化学 – 元素 – イオン – 結合

イオンと電子の移動

原子が電子を失ったり得たりすると、陽子の数を同じに保ったままイオンになります。電子の移動の方向と電荷の符号を関連付けるようにしてください。

関連する実験:電子の移動とイオン →
電子の移動とイオン
電子の移動とイオンの実験画面 →

概念と仕組み

原子は、正に帯電した陽子と負に帯電した電子の数が等しい場合に、中性です。電子を失うと、正のイオンとなり、電子を得ると負のイオンとなります。

ナトリウム原子が1つの電子を失うと、Na⁺となります。塩素原子が1つの電子を得ると、Cl⁻となり、これは核反応とは異なります。

関係式と成立条件

イオンの電荷はp−eです。もし12個の陽子と10個の電子が存在する場合、それは+2となり、さらに2個の電子を加えることで中性になります。

電子の配置を単純な殻モデルで表現することは、すべてのイオンの安定性や形成エネルギーを決定するものではありません。 転移された電子を考慮すると、全体の電荷は保持されます。

仮想実験で読み取る変化

前者を失うとカチオン、得ればアニオンになります。電子移動で元素が変わりません。

シェルは電子数を数えるための模式図であり、電子が円軌道で回る実際の姿ではありません。リポジトリと移動パスは説明用です。イオン化エネルギー・電子親和度・反応自発性は計算しません。

重要な関係式と記号

イオン電荷 = プロトン数 - 電子数

式で使う記号と単位
記号意味単位
p陽子数個
e電子数個
q/e₀電気素量を単位としたイオンの電荷単位なし

例で確かめる

Mgが電子を2個失った後の電子数と電荷は?

Mgのプロトンは12個で、電子は10個なので伝える+2eです。

よくある誤解

  • アニオンになるプロセスは、新しいプロトンを獲得することではなく、電子を失うことに関わるものです。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · Chemistry 2e(英語)