イオン
カワウソ先生イオンの化学式は、原子の記号に電気の種類と数を右上に書くだけ。まず陽子と電子の数がイオンでどう変わるかをセットで覚えると分かりやすいよ。
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- 水に溶かすと電流が流れる物質を電解質、流れない物質を非電解質という。
- 原子が電子を失うと陽イオン、受け取ると陰イオンになり、Na⁺やCl⁻のように化学式（新しいタブで開きます）で表す。
- 電解質が水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれることを電離（新しいタブで開きます）といい、NaCl→Na⁺+Cl⁻のように電離式で表す。
詳しく
電解質と非電解質
水に溶かした物質によって、水溶液（新しいタブで開きます）に電流が流れるかどうかが決まる。塩（新しいタブで開きます）化ナトリウム（食塩）や塩化銅を溶かした水溶液のように、水に溶かすと電流が流れる物質を電解質という。砂糖やエタノールのように、水に溶かしても電流が流れない物質は非電解質という。
電解質の水溶液に2本の電極を入れて電圧をかけると、電極から物質が生じたり、電極の表面で変化が起きたりする。塩化銅水溶液に炭素電極を入れて電流を流すと、一方の電極に赤色の銅が付き、もう一方の電極からは特有のにおいのある気体（塩素）が発生する。
電極に物質が生じるということは、水溶液の中に電気を帯びた小さな粒子が存在し、それが電極へ向かって移動していることを示している。この電気を帯びた粒子をイオンという。イオンの存在は、電解質水溶液に電圧をかけたときだけ現れる現象から確かめられる。
原子の構造とイオンのでき方
原子は、中心にある原子核と、そのまわりにある電子からできている。原子核は、プラスの電気を持つ陽子と、電気を持たない中性子からできている。1個の原子では、陽子の数と電子の数が等しいので、原子全体では電気を帯びていない。
原子が電子を失うと、プラスの電気が多くなり、陽イオンになる。反対に、原子が電子を受け取ると、マイナスの電気が多くなり、陰イオンになる。ナトリウム原子は電子を1個失ってナトリウムイオンNa⁺になり、塩素原子は電子を1個受け取って塩化物イオンCl⁻になる。
イオンは、もとの原子の記号に電気の種類と数を右上につけた化学式で表す。銅原子が電子を2個失うとCu²⁺（銅イオン）になり、原子が複数集まった粒子がまとめて電気を帯びるものはSO₄²⁻のように表す。右上の数字は、失った（または受け取った）電子の数を示す。
電離と電離式
電解質が水に溶けて、プラスの電気を持つ陽イオンとマイナスの電気を持つ陰イオンに分かれることを電離という。電解質水溶液の中では陽イオンと陰イオンが自由に動き回っているため、電圧をかけると陽イオンは陰極（新しいタブで開きます）へ、陰イオンは陽極へ引かれて動き、電流が流れる。
電離の様子は、電離式という式で表す。塩化ナトリウムの電離式は「NaCl→Na⁺+Cl⁻」、塩化銅の電離式は「CuCl₂→Cu²⁺+2Cl⁻」と書く。矢印の左右で、原子の数とイオンの電気の総量が等しくなっていることを確かめる。
非電解質である砂糖やエタノールは、水に溶けても分子（新しいタブで開きます）のまま水の中に散らばるだけで、イオンに分かれない。そのため水溶液中に電気を帯びた粒子ができず、電流が流れない。電解質と非電解質の違いは、水に溶けたときに電離するかどうかにある。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/electrolytes-and-ions/?from=print#quiz
水に溶かしても電流が流れない物質はどれか。
- ◯ 塩化ナトリウム（食塩）
- ◯ 塩化銅
- ◯ 砂糖
- ◯ 塩化水素
正解：砂糖
砂糖は水に溶けても電離（新しいタブで開きます）せず、電流が流れない非電解質である。塩（新しいタブで開きます）化ナトリウム・塩化銅・塩化水素（新しいタブで開きます）は水に溶けると電離する電解質である。電気を帯びていない1個の原子では、陽子の数と電子の数はどうなっているか。
- ◯ 陽子の数と電子の数が等しい
- ◯ 中性子の数と電子の数が等しい
- ◯ 電子の数が陽子の数より多い
- ◯ 陽子の数が電子の数より多い
正解：陽子の数と電子の数が等しい
原子は、プラスの電気を持つ陽子の数とマイナスの電気を持つ電子の数が等しいため、全体として電気を帯びていない。ナトリウム原子が電子を1個失ってできるナトリウムイオンを化学式で正しく表したものはどれか。
- ◯ Na⁺
- ◯ Na₂
- ◯ Na²⁺
- ◯ Na⁻
正解：Na⁺
電子を1個失うとプラスの電気を1個分帯びるので、右上に＋を1個つけてNa⁺と表す。塩化ナトリウムが水に溶けて電離するときの電離式として正しいものはどれか。
- ◯ NaCl→Na²⁺+Cl⁻
- ◯ NaCl→Na⁻+Cl⁺
- ◯ NaCl→Na⁺+Cl⁻
- ◯ 2NaCl→Na₂+Cl₂
正解：NaCl→Na⁺+Cl⁻
ナトリウム原子は電子を1個失ってNa⁺に、塩素原子は電子を1個受け取ってCl⁻になる。矢印の左右で原子の数と電気の総量が等しい。
単元のポイント
- 電解質・非電解質 水に溶かすと電流が流れる物質を電解質、流れない物質を非電解質という
- イオン 原子が電子を失ったり受け取ったりして電気を帯びた粒子。陽イオンと陰イオンがある
- イオンの化学式 Na⁺・Cl⁻・Cu²⁺のように、原子の記号に電気の種類と数を右上に書いて表す
- 電離・電離式 電解質が水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれることを電離という。NaCl→Na⁺+Cl⁻のように表す