原子の構造の概要
原子は陽子、中性子、電子という粒子で構成されており、原子の質量と電荷を担っている。
学習目標
原子の電子と構造の特性について説明する
Key Takeaways
Key Points
- 原子は、原子の中心にあり陽子と中性子を含む原子核と、原子核の周りを周回する電子を持つ原子の外側領域の 2 つから構成されています。
- 陽子と中性子はほぼ同じ質量、約 1.67 × 10-24 グラムを持っており、科学者はこれを 1 原子質量単位 (amu) または 1 ダルトンとして定義します。
- それぞれの電子は、陽子の正の電荷 (+1) に等しい負の電荷 (-1) を持ちます。 電子に囲まれた原子核からなる、化学元素としての同一性を保つ最小量の物質。 原子の原子核の一部を形成し、元素の原子番号を決定する陽電子素粒子。
- 中性子。 原子の原子核の一部を形成する素粒子。 電荷をもたない。
原子は、元素の化学的特性のすべてを保持する物質の最小単位です。 原子は結合して分子を形成し、それが相互作用して固体、気体、または液体を形成します。 例えば、水は水素原子と酸素原子が結合して水分子を形成したものである。
原子 粒子
原子は、陽子、電子、中性子という 3 つの基本粒子から構成されています。 原子の核（中心）には、陽子（正の電荷）と中性子（無電荷）があります。 原子の一番外側は電子殻と呼ばれ、電子（負の電荷）を含んでいます。
水素原子（H）は、陽子1個、電子1個、中性子1個だけを含んでいます。
水素原子 (H) には、陽子 1 個、電子 1 個、中性子 1 個しかありません。これは、原子番号と元素の質量数 (原子番号と質量数の概念を参照) を使って決定できます。
原子の構造です。 ここに描かれているヘリウムのような元素は、原子が集まってできています。
原子質量
陽子と中性子の質量はほぼ同じで、約1.67×10-24グラムです。 科学者はこの質量を1原子質量単位（amu）または1ダルトンとして定義しています。 質量は同じでも、陽子は正電荷を帯びているが、中性子は電荷を帯びていない。
電子は陽子よりはるかに質量が小さく、9.11×10-28グラム、つまり1原子質量単位の約1800分の1にしかなりません。 したがって、元素全体の原子質量にはあまり寄与しません。
電子は原子の電荷に大きく寄与しており、各電子は陽子の正の電荷と等しい負の電荷を持っています。 科学者たちは、これらの電荷を「+1」と「-1」と定義しています。 電荷を持たない中性原子では、原子核の周りを回る電子の数は、原子核内の陽子の数と等しくなっています。 このような原子では、正と負の電荷が互いに打ち消しあい、正味の電荷を持たない原子になる。
| Protons, Neutrons, and Electrons | |||
|---|---|---|---|
| Charge | Mass (amu) | Location | |
| Proton | +1 | 1 | nucleus |
| Neutron | 0 | 1 | nucleus |
| Electron | −1 | 0 | orbitals |
Both protons and neutrons have a mass of 1 amu and are found in the nucleus. However, protons have a charge of +1, and neutrons are uncharged. Electrons have a mass of approximately 0 amu, orbit the nucleus, and have a charge of−1.
Exploring Electron Properties:
電子の性質を探る：電子の振る舞いを他の荷電粒子と比較し、電荷や質量といった電子の性質を発見する
原子の体積
陽子、中性子、電子のサイズを考慮すると、99%以上の原子の体積は実際には空の空間と言えるでしょう。 この空っぽの空間にもかかわらず、固体の物体は互いに通り抜けることはできない。 すべての原子を取り囲む電子はマイナスに帯電しているため、原子同士が反発し合い、同じ空間を占拠することができないのだ。
対話型。 原子を作る。 陽子、中性子、電子から原子を作り、元素、電荷、質量がどのように変わるか見てみましょう。 その後、自分の考えを試すためにゲームをします！
インタラクティブ：原子を作る。