【中3理科】原子の構造をわかりやすく解説！覚えるポイント・演習問題付き

中学3年生の理科で学ぶ「原子のつくり」は、化学を理解するうえで欠かせない重要な単元です。しかし、「電子・陽子・中性子の違いがわからない」「原子番号や質量数が覚えにくい」と感じる人も多いでしょう。この記事では、原子の基本構造をわかりやすく解説し、覚えるポイントやコツも紹介！テスト対策にも役立つ内容なので、ぜひ最後までチェックしてください。

原子のつくり

中学2年生で原子について少し学習しました。簡単に復習すると、原子とは、物質をつくっている最小の粒で、それ以上分解できない粒でした。この原子が何個か結びつくことで分子などができていましたよね。

今日は、原子のつくりをもっと詳しくみていきます。原子を構成する粒子の名前と、それぞれの数の関係を覚えましょう。

上の図は原子を拡大してみたものです。原子の中心には原子核というつくりがあり、原子核の中には＋の電気を帯びた陽子、電気を帯びていない中性子が入っています。

そして、その原子核のまわりを－の電気を帯びた電子という粒子が回っています。

原子番号

原子核の中にある陽子の数で原子の種類が決まります。ですので陽子の数を原子番号といい、原子一つ一つに番号が付けられています。

陽子の数と電子の数

原子では、必ず、陽子の数と電子の数が同じになっています。プラスの電気を帯びた陽子の数と、マイナスの電気を帯びた電子の数が同じですので、原子全体としては電気を帯びていない状態になります。

この電気を帯びていない状態を「電気的に中性」と言ったりもします。この電気を帯びたいない状態からバランスが崩れ、電気を帯びてしまうと原子ではなくイオンと名称が変わります。

【問題】原子とイオンの問題

右の図は、原子のつくりを表したものである。原子は図のようにいくつかの粒子が集まってできている。これについて、次の各問いに答えなさい。

（1）右の図で、原子核の中にあるアとイの粒子の名称をそれぞれ答えなさい。

（2）右の図で、原子核のまわりを飛んでいる粒子ウは何か。名称を答えなさい。また、ウの粒子について正しく述べているものを次のア～エの中から一つ選び、記号で答えなさい。
ア　同じ原子でも飛んでいる数が異なることがある。
イ　原子をつくっている粒子の中で最も軽い。
ウ　原子から他の原子に移動することはない。
エ　マイナスの電気を帯びているが、プラスの電気を帯びることもある。

（3）原子は、全体的に電気を帯びておらず、電気的に中性になっていると表現される。これは、原子の中で、何の粒子と何の粒子の数が等しいからか。粒子の名称を2つ答えよ。

（4）原子がウの粒子を失うと、プラスの電気を帯びた粒子となる。この粒子を何というか。

（5）カルシウムイオンのイオン式はCa²⁺になる。カルシウム原子の中にあるイの数が20個であるとき、カルシウム原子のウの数と、カルシウムイオンのウの数をそれぞれ答えなさい。

【解答・解説】原子とイオンの解答

（1）ア：中性子　イ：陽子

原子は、+の電気を帯びた原子核と、そのまわりをまわる－の電気を帯びた電子からできています。原子核の中には、＋の電気を帯びた陽子と、電気を帯びていない中性子があります。

原子の構造

（2）名称：電子　記号：イ

原子核のまわりを飛んでいる粒子は、－の電気を帯びた電子で、原子核の中の陽子や中性子よりも軽い粒子になります。陽子や中性子は、電子の質量の1840倍もあります。

（3）陽子と電子

原子では、＋の電気を帯びた陽子と、－の電気を帯びた電子の数が等しくなっており、電気的に中性（＋も－も電気を帯びていない状態）になっています。原子が電気を帯びると、名称がイオンに変わります。

（4）陽イオン

原子が－の電気を帯びた粒子である電子を失うと、原子は全体的に＋の電気を帯びます。これが陽イオンです。逆に、電子を受けとると－の電気を帯びます。これを陰イオンといいます。

イオンのでき方

（5）カルシウム原子：20　カルシウムイオン：18

原子では、電子の数と陽子の数が等しくなっています。したがって、カルシウム原子の電子の数は陽子の数と同じ20になります。カルシウムイオンは、電子を2個失ってできる陽イオンです。したがって電子の数は18個になります。