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。
原子番号 | 原子 | 陽子の数 |
1 | H 水素 | 1個 |
2 | He ヘリウム | 2個 |
3 | Li リチウム | 3個 |
4 | Be ベリリウム | 4個 |
5 | B ホウ素 | 5個 |
6 | C 炭素 | 6個 |
7 | N 窒素 | 7個 |
8 | O 酸素 | 8個 |
9 | F フッ素 | 9個 |
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。
❷電子は-の電気を帯びている。
❸中性子は電気を帯びていない。
❹原子全体でみると陽子の数と電子の数が等しいので、原子は電気的に中性である。
【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。

(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。

(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。
カルシウム原子Ca | カルシウムイオンCa²⁺ | |
陽子の数 | 20個 | 20個 |
電子の数 | 20個 | 18個 |
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