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「原子の構造」をアニメーションで理解しよう![化学入門]

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本記事から化学の分野についての解説をしていきます。その化学で一番の基礎といえるのが「原子」です。

本記事では「原子の構造」を解説していきます!

「原子の構造」をアニメーションで理解しよう![化学入門]

化学の基礎の基礎。原子とは?

原子とは、「この世界を構成する最小要素」です。地球にあるもの、宇宙にあるものの全てがこの「原子」で構成されます。

世界にある水や金属、生物など全く違うものに見えますが、細かく見ていくと全て原子で構成されているんです!ただし、後の記事で解説していきますが原子は1種類ではなく、100ほどの種類はあります。

今回はこの原子の構造について解説します!

原子の簡単なモデルをアニメーションで確認してみよう!

原子は↓のような構造になっています。

原子は赤で示している陽子緑で示している中性子青で示している電子の3つの要素で構成されるんです。

このうち、陽子中性子は中心に配置されており、2つ合わせて原子核と呼びます。

原子の構成要素の性質

↑のアニメーションで示した3要素の性質について、簡単に解説します。

各要素は「質量(重さ)」「電荷(電気)」の2つの観点から見ればOKです!

陽子

  • 中性子とともに、中心(原子核)を構成する要素
  • 中世子と同じ質量を持つ
  • 電子とは真逆のプラスの電荷をもつ

中性子

  • 陽子とともに、中心(原子核)を構成する要素
  • 陽子と同じ質量を持つ
  • 電荷をもたない

電子

  • 原子核のまわりを回る要素
  • 陽子とは真逆のマイナスの電荷を持つ
  • 陽子/中性子と比べると小さく、質量がほとんどない

上記の通り、質量は陽子と中性子で、電荷(電気)は陽子と電子で決まるんです

原子の重要な性質

原子の種類は「陽子の数」で決まる!

上記の通り、陽子は中心にあって「質量」と「電荷」を持ち、最重要の要素なんです。

「原子には種類がある」といいましたが、その種類は「陽子の数」で決まります。これを原子番号と言います!

ちなみに↑のアニメーションは陽子が1つだけである「水素」の構造になります。

「陽子数=電子数」が原子の基本形

また、原子は電荷(電気)的に±0になるときを基本形とするため、「陽子数=電子数」である状態が基本となります。陽子数と電子数が同じならプラスとマイナスで打ち消し合い、電荷が0になるんです!

ただ、日常の世界ないる原子は「陽子数≠電子数」という状態も多々あります。それは後の記事で解説していきます。

本当は原子核は原子と比べて圧倒的に小さい

今回のアニメーションでは、分かりやすいように原子核を大きく表現して表現しました。しかし、実際の原子核は原子の1/10000程度しかないんです!

仮に原子核が1センチだとしたら、原子は100メートルぐらいあるってことです!つまり、原子核は非常に小さく、その周囲を電子がかなり広範囲で動き回っているようなイメージになります!

次回はシミュレーターで「陽子の数」「中性子の数」「電子の数」を変えて実験してみましょう!

今回は、↓のような原子の基本形である構造について解説しました。

原子は陽子中性子電子の3要素で構成されます。陽子中性子で中心の原子核を構成します。そして電子がその周りをまわっているような構造になります!
そして、「陽子の数」によって原子の種類が変わってくるわけです。

次回は「陽子の数」「中性子の数」「電子の数」を変えられるようにして、どのように「質量」「電荷」が変わるのかをシミュレーターで実験してみましょう!


 


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