元素、原子、単体についてをざっくり説明

はじめに

私たちの身の回りには様々な物質がありますが、その元をたどると元素というものにたどりつきます。

ただこれら元素の周りは複雑なので今回私なりにざっくり説明させていただこうと思いました!

ぜひ最後までおつきあい頂けたらと思います!よろしくお願いします!

 

元素って?

元素ってなんだか難しいですよね。ただ今は難しく考えずに、物質の最小単位であり、様々な種類のものがあると思って頂ければ問題ないです!

ちなみにその種類ですが、現在で確認されているものだと約110種類あります!

すいへい~り~べ~ぼくのふね~~~

ちなみにこれは元素を覚える時の言葉で、元素は元素番号順に、

H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne…

とあり、

水素、ヘリウム、リチウム、ベリリウム、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、ネオン…

といったことからこのように覚えることが多いかと思います。

 

元素と単体と原子の違い

元素、元素と言っていましたが、『元素と単体と原子の違いって?』となると思ったので、ここで説明させて頂きます。

元素とは性質を示したい時に用語として使うもの、単体は元素の実体、そして、原子は実体のなかに発見された内部構造ととらえると私の中でしっくりきました!

初めに水素というものを発見してその中にはどうやら構造があるぞっとなってこの構造の説明をするためにこの構造を原子としようとなったのではないかと解釈しています。

元素も、単体も、原子もここでいうならみんな水素で同じなのです。

 

元素の構成の書き方について

ここでは性質を表す時の用語として使われる元素の書かれ方について説明します。

上の図を見てください!左に数字が上下2つあり、右に『H』と大きくあります。この説明をさせて頂きます!

元素は原子という内部構造があると言いましたが、ここに記述されているものはその内部構造の内容です。

一番大事なのは左下の『1』という数字です。

この『1』という数字は内部にある陽子というものの数を記述しているものです。

ここでは『1』と書かれていることから水素元素には陽子が1つあるということがわかります。

ちなみにこの陽子の数が『原子番号』なるものです。

原子の内部構造の中には陽子の他に中性子や電子なるものがあり、『2』は陽子と中性子を足した数を表しています。

ちなみにこの『2』は質量を表しているものなのですが、電子はなぜ足されないと思いますか?

実は数が陽子や中性子より格段に小さいからなのです。陽子や中性子が1としたら、電子は1/1840。

そんな少ない数字なんて書いたってしょうがないだろう?な?っと博士たちが相談してきめたのでしょう。

私が博士ならそうしますね!そうしますよね?

 

原子の基本構成

では次にいよいよ元素の構造でもある原子について説明させて頂ければと思います。

原子の基本構成は、中心に原子核が存在し、その周りを電子なるものがぐるぐるまわっています。

後半で詳しく説明させて頂きますが基本は中心に原子核という塊が存在し、周りを電子なるものがぐるぐるしていると思っていただけたらと思います!

 

原子の基本構成についてもう少し詳しく1

先ほど原子には原子核がありますと言いました。

まずはこの原子核について説明させて頂きます。

原子核には正の電荷をもつ『陽子』なるものと、なんの電荷も持たない『中性子』なるものが存在します。

この『陽子』と『中性子』の数は基本同じで、水素なら1つずつあるという感じです。

ちなみにこの『陽子』の数が『原子番号』となる部分です。

そしてこの原子核の周りをまわっているのが『電子』です。先ほど質量は電子がごくわずかしかないと言いましたが個数は基本、

『中性子』 =   『陽子』 =   『電子』と同じで、水素なら1:1:1という感じになります。

 

原子の基本構成についてもう少し詳しく2

ここでは原子核の周りをぐるぐるしている電子についてさらに詳しく掘り下げていきます。

まずはじめに抑えて頂きたいことを2つ。

電子は規則正しくまわっている

外側にある電子が一番不安定。他の原子と結合するなど科学的性質が関わってくるのは外側の電子

では最初の『電子は規則正しくまわっている』について説明させて頂きます。

原子の中央にある原子核から外に向かって様々な殻が存在します。原子核に近いところから、

K、L、M、Nという感じにです。

K、L、M、Nはアルファベット順ですね!

そしてK、L、M、Nにはある決まりがあります。

それは電子を入れられる数が決まっているというものです。

K → 2

L  → 8

M → 18

N → 32

そしてこれら電子は内側から埋まってきます。

もし仮に電子が3つあれば、最初にKに2つ入り、次のLに1つ入るという感じです。

で最後に入っている、今回だとLの部分に1つの電子の数を『価電子』と言います。

なぜ最後にあるものだけに『価電子』という特別な名前がつくのか?それは上記で抑えて置いて欲しいことの、

外側にある電子が一番不安定。他の原子と結合するなど科学的性質が関わってくるのは外側の電子』に関係します。

何かの結合がある時はここに個数が大きく関わってくるということなのです。

ちなみにこれら入れられる数がうまくいい感じに、例えば、

Kに2こ入った状態で終了や、

Lに8こ入った状態で終了のものは、

安定するため他の原子と結合しません。

逆に

Kに1こ入って終了、

Lに7こ入って終了の場合安定していないとなります。

 

そして安定しない原子は、

『安定したい!!』となり他の『安定したい!』というものと結合しようと試みます。

 

『H2O』

Hは1つずつ電子が、

Oは8つ電子が、

ただ結合に関連するのは外側の電子です。

なのでOはLに入っている6この電子のみが図に表示されているといった感じです。

お互い安定していないので結合がおこるという感じですね!

 

ちなみに少しややこしい規則もあります。

Mには18こ入るものの、電子の入りにくいところが10こあり、8こ入って入れば安定していると言われることがあります。

というか最後が8ならもう安定しているといったことがあるらしいです。ちなみに一番外側に8こ入っていることを『オクテット』と言います。

 

周期表のイメージを最後に

最後に周期表のイメージをざっくり説明させて頂きたいと思います。

詳細ではなくここではほんとざっくりな説明です。

周期表は、科学的性質が似ているものを縦に並ぶようにしたものです。

そして原子番号順に並べられていきます。どこからとなりますが横書きの手紙を書く順番です。左上から右下にという感じです。

さいごに

お疲れ様でした!

少しでもなんとなくはわかったぞと思って頂ければ嬉しいです!

以下リンクではタンパク質の結合だけに絞って説明させて頂いています。

もしよかったらみてください!

 

参考

本屋さんなどで売っています!とてもシンプルにまとめてくださっている本で私は好きです!この本にはここで説明していることよりもより深く書かれているのでよかったら購入してみてください!ヽ(´▽`)/

基礎からのシグマベスト 高校 これでわかる 化学基礎  卜部吉庸 著

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